基于单位脉冲响应的二阶加纯延时系统辨识.pdfVIP

基于单位脉冲响应的二阶加纯延时系统辨识术 口 孟庆波 口 葛惠民 l_北京科技大学 自动化学院 北京 100083 2．浙江机 电职业技术学 院 杭州 310053 摘 要 ：介绍 了一种基于系统单位脉冲响应辨识的建模算法，其 目的是为 了能够利用任意信号激励下的输入输 出数 据对工业 中具有二阶加纯延时特征的系统进行模型辨识 。该算法利用采样数据辨识 出系统的单位脉冲响应并获得纯延时 时间常数 ，然后再利用单位脉冲响应对系统进行二次辨识获得系统的其它参数。以一二阶纯延时系统为例进行仿真，结果 表 明了算法的有效性。 关键词 ：二阶加纯延 时系统 单位脉冲响应 最小二乘法 系统辨识 中图分类号：TH123：TP391 文献标识码 ：A 文章编号：1000—4998(2012)02—0025—02 实 际应 用 中 ，有 许 多工 业 对 象 ：如 换 热器 、加 热 炉 、 y(后)一△∑h(k—)r() (2) 水 压 及 流 量 等 的单 位 阶跃 响 应 具 有 二 阶加 纯 延 时 特 ／=k~d 征 。可 以用 二 阶加 纯延 时模 型 来 逼近 ，以便 在实 际生产 AT为 采样 周期 ；d、k为正 整 数 ，其 值 为d=T／AT、= 中能够 利用 这类 模 型 进行 控 制设 计 。本 文 称二 阶 加纯 t／AT；y(k) (△ )，h()= (kAT)，r(k)=r(A )。 延 时模 型 为此类 工 业 对 象 的 特征 模 型 ，针对 这 类 系统 系 统 的输 入 采 样 数 据 ：{r()li=m，m+1，… ，m+n}， 的辨 识 ，研 究 人 员 提 出 了许 多 方 法 ，例 如 ：基 于 阶跃 响 及输 出数 据 ：{y(i)li=m+d，… ，m+n}(m 、n均 为正 整数 )， 应 的两 点 近似 法 、半对 数 法 、面积 法 和基 于 信号 还 原相 根据 式 (2)有 ： 关 性分 析 辨识 等 ，并取 得 了 良好 的效 果 。但 系 统辨 Y=HR+8 r (3) 识 需 要 输入 信 号 的充 分激 励 ．这 就不 可 避 免 地 对 辨识 式 中 ：s为偏 差 ，可 以看作 均 值 为0的 白噪 声 ，y、日、R的 中的输 入 数据有 所 选 择 。 以往文 献 中 的初 始状 态 为零 矩 阵为 ： 的阶跃 响 应 。在输 出进入 稳 态后 就 不 能够 反 映系 统 的 动 态 特性 ，况 且这 种 附加 过 多 条件 的辨 识 算法 会 对 实 y(m+d) 际的数 据 采集 带来 不便 。因此 ，需 要使 用 能够充 分 激励 lr_ y(，+d+1) 系统 的任 意数 据进 行辨 识 。 y(m+n) 本 文 提 出 的基 于 系统 单 位 脉 冲 响 应 的辨 识 算 法 r(m) r(m+1) r(m+d) 是 ：利 用 变化 剧烈 的输入 及 对应 的输 出数 据计 算 出系