基于子空間辨識的控制性能評估研究.pdf

1、工業(yè)過程控制系統(tǒng)是生產(chǎn)過程自動化的基礎(chǔ),是保證現(xiàn)代企業(yè)安全、穩(wěn)定、低耗和高效的主要技術(shù)手段。在控制系統(tǒng)運(yùn)行的初期,回路一般都具有良好的控制性能。但如果沒有定期的維護(hù),回路的控制性能會隨著時(shí)間的推移而下降。回路控制性能不佳將降低控制系統(tǒng)的有效性,進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)量降低及操作成本增加等問題。只有經(jīng)過精心設(shè)計(jì),并不斷進(jìn)行控制性能評估加以維護(hù)的控制系統(tǒng)才能保證持續(xù)生產(chǎn)出高品質(zhì)、低成本的產(chǎn)品,創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。
　　 基于子空間辨識方法,

2、本文對控制性能評估問題進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容包括:1)對子空間辨識理論進(jìn)行回顧,闡述了利用矩陣LQ分解實(shí)現(xiàn)行空間正交投影和斜投影計(jì)算的過程,并在統(tǒng)一的框架下介紹了子空間辨識算法的基本過程。
　　 2)提出一種利用開環(huán)系統(tǒng)子空間辨識獲取過程時(shí)滯的簡便方法。利用得到的過程時(shí)滯和隨機(jī)系統(tǒng)子空間辨識算法,獲取最小方差控制基準(zhǔn)及基于期望的閉環(huán)系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)指標(biāo)的改進(jìn)基準(zhǔn)用于控制性能評估。
　　 3)提出一種利用信號正交分解獲取過程模型

3、的閉環(huán)系統(tǒng)子空間辨識方法,首先對控制器輸出信號及過程輸出信號進(jìn)行正交分解,得到與過程噪聲無關(guān)的中間變量信號,而后利用子空間變換的方法提取系統(tǒng)的子空間矩陣.辨識得到的子空間矩陣直接用于計(jì)算LQG基準(zhǔn),避免由于非線性最小二乘擬合求取具體的模型參數(shù)導(dǎo)致的誤差。
　　 4)提出一種基于改進(jìn)子空間辨識的模型失配檢測方法。通過將過程輸入輸出子空間變換后的殘差序列利用局部方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后,達(dá)到檢測模型失配的目的。相應(yīng)的仿真過程及工業(yè)案例驗(yàn)證