閉環(huán)子空間辨識(shí)及最優(yōu)測(cè)試信號(hào)設(shè)計(jì).pdf

1、測(cè)試信號(hào)的設(shè)計(jì)和辨識(shí)算法的選擇是模型辨識(shí)成敗的關(guān)鍵因素，最優(yōu)測(cè)試信號(hào)設(shè)計(jì)的目的是使用最小的測(cè)試能量激勵(lì)出最大的系統(tǒng)信息，為辨識(shí)出準(zhǔn)確的過程模型奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在獲取過程測(cè)試數(shù)據(jù)后，需要一個(gè)行之有效的辨識(shí)方法才能真正得到準(zhǔn)確的過程模型，子空間辨識(shí)方法以其結(jié)構(gòu)簡單，計(jì)算簡便，數(shù)值魯棒性高而廣受好評(píng)。本文的工作重點(diǎn)集中于閉環(huán)回路最優(yōu)測(cè)試信號(hào)設(shè)計(jì)和閉環(huán)子空間辨識(shí)方法研究。論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　1.針對(duì)PID閉環(huán)回路進(jìn)行了最優(yōu)測(cè)試信

2、號(hào)設(shè)計(jì)研究。在設(shè)定點(diǎn)上添加測(cè)試信號(hào)，保證系統(tǒng)安全與質(zhì)量穩(wěn)定。在頻域范圍內(nèi)構(gòu)造SDP優(yōu)化命題進(jìn)行求解并將測(cè)試信號(hào)轉(zhuǎn)化為余弦信號(hào)疊加表達(dá)式。最后使用MonteCarlo仿真測(cè)試證明該測(cè)試信號(hào)在同等能量的前提下能比白噪聲測(cè)試信號(hào)和隨機(jī)二進(jìn)制測(cè)試信號(hào)得到更好的模型。
　　2.結(jié)合核偏最小二乘方法提出一種新的閉環(huán)子空間辨識(shí)方法。該方法由于可以通過選擇隱含特征向量個(gè)數(shù)來降低求解維數(shù)，從而保證在外部激勵(lì)不夠充分的情況下也能得到較為準(zhǔn)確的模型。最

3、后通過MonteCarlo仿真測(cè)試證明在測(cè)試信號(hào)存在一定相關(guān)性時(shí)能得到更為準(zhǔn)確的模型。
　　3.對(duì)結(jié)合核偏最小二乘的閉環(huán)子空間方法進(jìn)行性能分析，理論上證明在一定條件下該方法具有漸近無偏一致性。通過仿真發(fā)現(xiàn)其辨識(shí)效果在外部激勵(lì)充分的條件下與PEM一致。同時(shí)可以使用前面設(shè)計(jì)的最優(yōu)測(cè)試信號(hào)進(jìn)行測(cè)試。
　　4.使用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)對(duì)提出的閉環(huán)子空間辨識(shí)方法和PEM方法進(jìn)行比較驗(yàn)證，結(jié)果顯示在數(shù)據(jù)擬合上略優(yōu)于PEM方法，其能夠?yàn)槟Ｐ皖A(yù)測(cè)控