為了準確區(qū)分傳感器突變信號產生的原因,提出了基于數(shù)學模型的小波頻帶分析法.針對工業(yè)流程中的測控系統(tǒng),分析了輸出突變信號的頻率組成與突變原因的關系．用小波頻帶分析技術，將高低頻信號分離,并進行能量統(tǒng)計,根據(jù)高低頻信號能量比例的變化，判斷出突變信號產生的原因．經典型控制系統(tǒng)的計算機仿真和恒壓供水系統(tǒng)實驗結果表明，該方法能夠有效地診斷出傳感器是否發(fā)生故障．
關鍵詞：在線傳感器；突變信號分析；高低頻分量；小波頻帶分析
    在測控系統(tǒng)中，傳感器的輸出信號受多種因素的影響，常發(fā)生突變.這些突變點數(shù)值包含有重要的故障信息，準確捕捉并區(qū)分導致這些突變點產生的原因，是傳感器故障診斷的關鍵．文獻僅依賴于傳感器的輸出時間序列來診斷傳感器的故障，把傳感器輸出信號的突變都歸結于傳感器的故障．文獻的做法是對控制系統(tǒng)的輸入和輸出信號分別進行小波變換，當小波函數(shù)可看作某一平滑函數(shù)的一階導數(shù)時，信號的突變點對應于其小波變換的模極大值，由此檢測突變點，并產生殘差序列和分析傳感器故障，并認為傳感器輸出信號的突變是由于傳感器的故障或系統(tǒng)輸入信號的突變引起的.事實上，引起傳感器輸出信號突變的原因很多，除了系統(tǒng)輸入突變和傳感器本身的故障之外，還有過程擾動、執(zhí)行器故障、控制器故障、被控對象及外部電磁場干擾等.在實際應用中，上述傳感器故障診斷方法具有一定的局限性．通常，在工業(yè)過程控制中,被控對象的時間常數(shù)較大，不能響應突變信號中的高頻分量．作者基于小波變換的頻帶分析技術，探討分析導致傳感器輸出信號發(fā)生突變的原因，為在線傳感器的故障診斷與性能評估提供一種實用的分析方法．