基于階躍測試的連續(xù)系統(tǒng)辨識(shí)方法研究.pdf

1、辨識(shí)出被控對(duì)象的傳遞函數(shù)模型不僅對(duì)我們了解系統(tǒng)特性、調(diào)整控制器參數(shù)非常重要,而且是大部分控制器設(shè)計(jì)方法的前提。在實(shí)際工業(yè)過程中,太復(fù)雜的測試信號(hào)是不被允許的。而階躍信號(hào)是比較簡單、容易實(shí)現(xiàn)且應(yīng)用最廣泛的一種測試信號(hào),因此,基于階躍測試的連續(xù)系統(tǒng)辨識(shí)方法研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。純滯后現(xiàn)象廣泛存在于化工過程中,且對(duì)系統(tǒng)的控制效果有著重大的影響。本文主要針對(duì)階躍信號(hào)作為測試信號(hào)的情況,圍繞帶純滯后環(huán)節(jié)過程的參數(shù)估計(jì)問題,在查閱文獻(xiàn)研

2、究前人成果的基礎(chǔ)上,深入研究了基于階躍測試的帶純滯后環(huán)節(jié)的連續(xù)系統(tǒng)辨識(shí)方法。論文的主要內(nèi)容為:
　　1、針對(duì)階躍信號(hào)及階躍響應(yīng)的特殊性,歸納敘述了階躍信號(hào)作為系統(tǒng)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)的測試信號(hào)時(shí)系統(tǒng)的可辨識(shí)性問題、經(jīng)典的代表點(diǎn)法及時(shí)域數(shù)據(jù)向頻域信息轉(zhuǎn)化的方法。
　　2、以近年來基于多次積分思想的時(shí)域魯棒性辨識(shí)方法思路為指導(dǎo),提出了一種針對(duì)帶純滯后的積分過程參數(shù)辨識(shí)改進(jìn)方法。首先,通過拉普拉斯逆變換,將系統(tǒng)的傳遞函數(shù)形式輸出轉(zhuǎn)換為帶指數(shù)函

3、數(shù)的時(shí)域表達(dá)式;然后,利用指數(shù)函數(shù)的積分特性,通過對(duì)所得時(shí)域表達(dá)式兩端的時(shí)間積分及替換指數(shù)部分,得到線性回歸方程;最后,利用最小二乘算法估計(jì)出模型參數(shù)。仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該改進(jìn)方法的有效性。
　　3、圍繞頻域響應(yīng)參數(shù)化問題,針對(duì)帶純滯后的連續(xù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型提出了一種新的頻域迭代算法—首先,利用一階泰勒展開將純滯后環(huán)節(jié)線性化,重新組合等式的各個(gè)部分得到新的線性回歸方程;然后,使用最小二乘法估計(jì)出模型的各個(gè)參數(shù);最后,通過迭代算法減小線

4、性化誤差并得到最終的模型參數(shù)。通過計(jì)算被辨識(shí)對(duì)象的頻域響應(yīng),該算法成功的被拓展到了閉環(huán)辨識(shí)和分散結(jié)構(gòu)控制器的多變量系統(tǒng)辨識(shí)上。仿真實(shí)驗(yàn)表明,所提出的方法收斂速度非?？?而且能夠非常有效的對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
　　綜上所述,圍繞基于階躍測試的連續(xù)系統(tǒng)辨識(shí)方法這一課題,本論文分別從時(shí)域和頻域的角度展開論述,并提出了新的參數(shù)辨識(shí)方法。大量的仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本論文所提出方法的可行性。階躍信號(hào)作為測試信號(hào)非常契合實(shí)際過程工業(yè)中的應(yīng)用條件要求,