基于递推最小二乘算法的太阳能新风系统参数辨识.docVIP

 基于递推最小二乘算法的太阳能新风系统 参数辨识 包红霞，杨军** 5 10 15 20 25 30 35 40 （北京邮电大学自动化学院，北京 100876） 摘要：太阳能新风系统，是利用太阳能加热新风送到室内来实现房间的通风与换气，并对室 内供暖起到辅助作用的空调系统。应用最经典的递推最小二乘算法，分别采用单输入单输出 模型和多输入单输出模型对太阳能新风系统进行参数辨识，得出系统模型并进行仿真，验证 模型的准确性。 关键词：系统工程；参数辨识；递推最小二乘；仿真；MISO 模型 中图分类号：TP273 The Parameters Identification of Solar Heating Fresh Air System Based on Recursive Least Squares Algorithm BAO Hongxia, YANG Jun (School of Automation,,Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876) Abstract: Solar heating fresh air system is a air condition system which use solar energy to heat fresh air and send fresh air to interior to achive the room ventilation and heat indoor in a surpporting role. Using the classic recursive least squares algorithm to do parameter identification of solar heating fresh air system in single-input single-output model and multi-input single-output model respectively . Get the system model and simulate to verify the accuracy of the model. Keywords: Systems engineering; parameter identification; recursive least squares; simulation; noise model 0 引言 1962 年 L.A.Zadeh 定义辨识就是在输入输出数据的基础上，从一组给定的模型类中， 确定一个与所测系统等价的模型[1]，这个定义明确了辨识的三大要素，即输入输出数据、模 型类和等价原则。其中，数据是辨识的基础，准则是辨识的优化目标，模型类是寻找模型的 范围[2]。从实用观点出发，辨识就是按照一个准则在一组模型类中选择一个与数据拟合得最 好的模型[1]。得出系统模型后可以进行仿真实验，研究系统的特性。 1795 年高斯（K.F.Guass）在预测行星和彗星运动的轨道时第一次提出并实际使用最小 二乘法[3]。最小二乘法是一种经典且有效的数据处理方法，同时也是根据实验数据进行参数 估计的主要方法，由于其原理简单、易于理解、收敛较快、易于编程实现等特点，广泛应用 于系统参数估计。 递推最小二乘算法是依照观测次序，每获得一次新的观测数据就对参数估计值进行一次 修正，随着时间的推移，观测次数的增加，最终能够获得满意的辨识结果。递推算法相对于 最小二乘估计算法具有无矩阵求逆，以及跟踪时变系统的特点，这些特点使得递推算法能够 减少计算量和存储量，而且能够实现在线辨识[3]。 太阳能新风系统是一个结合了集热、蓄热、加热和控制的综合系统。太阳能新风空调系 统主要利用太阳能光热转换，将太阳辐射能通过集热器转化为热能，然后通过热交换，把热 作者简介：包红霞，（1987-），女，硕士研究生，主要研究方向：测控系统与控制网络。 通信联系人：杨军，（1962-），男，副教授，主要研究方向：现场总线技术与应用、伺服运动控制系统. E-mail: yjun@bupt.edu.cn -1-  能传递给新风，从而实现新风加热，完成了加热新风、存储热量、对室内进行辅助供暖，起 到节能的效果。相较于普通新风系统，不同之处在于，采用了太阳能板进行集热，是利用新 能源节能减排的实例，符合可持续发展的要求，且有多种运行模式，不受天气情况和太阳光 辐射强弱的限制。 45 50 55 本文根据递推最小二乘的原理，编写单输入单输出 SISO 模型和多输入单输出 MISO 模 型的辨识程序对太阳能新风系统进行辨识，得出系统模型并进行仿真，与实际输出