基于最小方差基準的非線性控制系統(tǒng)性能評估研究.pdf

1、近年來,控制系統(tǒng)性能評估技術(shù)越來越成為過程控制領(lǐng)域中備受關(guān)注的研究方向之一。由于工業(yè)過程本質(zhì)上是非線性的,采用傳統(tǒng)的基于線性系統(tǒng)的性能評估方法,對非線性控制系統(tǒng)進行評估難以獲得合理的評估效果。目前,關(guān)于非線性控制系統(tǒng)性能評估方法的研究已發(fā)展成為過程控制的研究熱點。非線性控制系統(tǒng)性能評估的關(guān)鍵問題是,針對控制系統(tǒng)建立相應的控制性能基準以及解決白噪聲估計問題,從而建立基于過程數(shù)據(jù)的性能評估方法。
　　 通常,工業(yè)控制系統(tǒng)中的設備/過

2、程、執(zhí)行器(閥門、泵等)存在各種非線性。動態(tài)過程非線性和閥門非線性,常表現(xiàn)為可微非線性。具有靜態(tài)特性的閥門摩擦非線性,則表現(xiàn)為非可微非線性。本論文針對此非線性控制系統(tǒng),研究了基于最小方差基準的控制系統(tǒng)性能評估方法。主要工作內(nèi)容如下:
　　 (1)考慮控制系統(tǒng)中存在過程非線性和閥門非線性的情況,其中不存在閥門摩擦。本文提出了基于簡化Kolmogorov-Gabor多項式模型的最小方差性能基準存在條件,以及最小方差性能基準,建立了基

3、于動態(tài)主元分析的白噪聲估計方法,和多項式非線性控制系統(tǒng)性能評估方法。仿真例子驗證了該評估方法的有效性。
　　 (2)考慮控制系統(tǒng)中存在過程非線性和閥門摩擦非線性的情況。本文提出了基于自激勵閾值自回歸模型的控制系統(tǒng)性能評估方法,用于直接估計最小方差性能基準和性能指標,同時還得到了檢測非線性的方法。仿真例子和工業(yè)應用驗證了該評估方法的有效性。
　　 (3)考慮控制系統(tǒng)中僅存在過程非線性的情況。本文提出了基于模糊Takagi-