基于子空间方法的闭环系统辨识

发布时间：2024-03-23 04:33

　　闭环系统辨识对于工程实际具有重要的意义。一方面,出于安全性、质量控制或者系统不稳定等原因,系统辨识必须在闭环条件下进行；另一方面,随着面向控制的辨识等研究领域的不断发展,基于模型的控制系统设计同样也要求在闭环条件下对过程进行辨识。子空间辨识方法是一类新的状态空间模型辨识方法,与传统的辨识方法相比,具有对模型结构先验知识需求较少,数值计算具有一定鲁棒性,且尤其适用于多变量系统等优点。本文以子空间辨识方法这一新兴工具为理论基础,围绕闭环系统辨识的相关问题展开深入的研究。主要内容包括： 1.针对传统闭环子空间辨识方法在较大有色噪声干扰下产生估计偏差的问题,将子空间辨识框架从传统的输入输出数据扩展到相关函数数据,提出一种基于相关函数估计的闭环子空间辨识方法。该方法的基本思想是将整个辨识过程分成两步进行：第一步采用M序列作为闭环系统的外部输入信号计算相关函数估计序列,进而获得待辨识对象的相关函数状态空间方程;第二步基于相关函数的时移不变性,采用零空间投影估计广义能观性矩阵。仿真结果表明,该方法可以有效地抵抗不同方差水平噪声的干扰,尤其当系统中存在方差水平较大的有色噪声时,实现闭环系统待辨识模型的...

【文章页数】：113 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1闭环系统框图

方法对一多变量热工对象进行闭环辨识。1　基于主元分析的子空间辨识方法对于一个基本闭环系统,可用图1表示。图1　闭环系统框图图1中P(z)和H(z)分别表示被控对象和噪声滤波函数。被控对象的状态空间模型可表示为

图８Ｂ侧模型阶跃响应曲线Ｆｉｇ．８ＳｔｅｐｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｎｔｈｅＢｓｉｄｅｍｏｄｅｌｓｏｆｕｌｔｒａｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｕｎｉｔ表侧模型的低阶传递函数

第６期孟庆阳，等：基于子空间方法的超超临界机组过热蒸汽系统模型辨识６７７图８Ｂ侧模型阶跃响应曲线Ｆｉｇ．８ＳｔｅｐｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｎｔｈｅＢｓｉｄｅｍｏｄｅｌｓｏｆｕｌｔｒａｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｕｎｉｔ表１Ａ侧模型的低阶传递函数Ｔａｂ．１Ｌｏｗ－ｏｒｄｅｒｔｒａｎｓｆｅ....

图８Ｂ侧模型阶跃响应曲线Ｆｉｇ．８ＳｔｅｐｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｎｔｈｅＢｓｉｄｅｍｏｄｅｌｓｏｆｕｌｔｒａｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｕｎｉｔ表侧模型的低阶传递函数

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图3-1闭环模型

283.5仿真实例我们采用如图3-1一简单的闭环控制系统模型来验证基于主元分析的子空间闭环辨识方法的有效性。其中r1、r2、r3为随机白噪声，方差分别为1、0.2、0.05，被控对象传函为1z0.8，输出噪声滤波函数为()12312311.561.045....

本文编号：3935465