在系统稳定的不同时刻,分别使R(s),D1(s)发生单位阶跃变化;D2(s)由0变为幅值为1的脉冲信号或0.2sin100πt的周期信号;对象和传感器的特性传函在正常值与故障值之间切换,以模拟引起输出信号突变的5种原因、6种形式,并采集各突变过程的数据.不论那种原因引起的信号突变,其高频信号分量瞬间产生,很快消失.所以在采集到的信号的总能量中,高频分量占的比率较小,为了提高检测的灵敏度,对采集到的数据进行了去“直流”处理,即把采样数据与信号突变前10点的平均值相减.另外在采样数据中加入了方差为0.003的零均值白噪声.系统的采样频率f=200Hz,分析频率fo=100 Hz,选用了db4小波对信号进行了3层分解,这样低频空间的信号频率范围是0~12.5 Hz,高频空间的信号频率范围是12.5~100 Hz,并对分析所得的高频系数进行了硬阈值去噪处理,然后按照式(1)进行了能量比统计,结果见表2.
表2中,外部电磁场干扰引起的突变信号的低频分量的比例较小,其原因是去“直流”的结果;被控对象故障引起的突变信号的高频分量的比很小,其原因是由于本仿真中采用的传感器的输入频带也只有十几Hz.表2的仿真结果与表l的理论分析结果的一致性,说明了本方法的有效性.
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