基于最小方差基準(zhǔn)的MIMO控制系統(tǒng)性能評(píng)價(jià).pdf_第1頁(yè)
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1、由于運(yùn)行工況的改變、時(shí)變擾動(dòng)以及設(shè)備與儀表故障等因素,實(shí)際工業(yè)過(guò)程控制回路在運(yùn)行一段時(shí)間后其控制性能將會(huì)偏離設(shè)計(jì)時(shí)的性能。如何從生產(chǎn)過(guò)程的日常運(yùn)行數(shù)據(jù)獲得一些關(guān)于控制系統(tǒng)的性能信息,從而能夠?yàn)榭刂葡到y(tǒng)性能問(wèn)題的早期識(shí)別和診斷提供依據(jù)是工藝控制人員都很關(guān)心的問(wèn)題。采用Harris指標(biāo)評(píng)價(jià)控制系統(tǒng)的最小方差性能評(píng)價(jià)方法極大地活躍了這一領(lǐng)域的研究。然而對(duì)多變量系統(tǒng)而言,過(guò)程時(shí)延是一個(gè)關(guān)聯(lián)矩陣,因此并不能通過(guò)對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)直接分析得到H

2、arris指標(biāo)。針對(duì)這一問(wèn)題,Huang提出了濾波與相關(guān)性分析(FCOR)算法,首先根據(jù)過(guò)程傳遞函數(shù)的Markov參數(shù)陣估計(jì)得到酉關(guān)聯(lián)矩陣,然后由關(guān)聯(lián)矩陣和系統(tǒng)閉環(huán)輸出得到濾波輸出,最后考慮對(duì)控制系統(tǒng)的濾波輸出進(jìn)行相應(yīng)的分析。
  利用Harris指標(biāo)評(píng)價(jià)控制系統(tǒng)性能的關(guān)鍵在于最小方差基準(zhǔn)的確定,F(xiàn)COR算法為MIMO系統(tǒng)最小方差基準(zhǔn)的估計(jì)提供了簡(jiǎn)單有效的方法,然而FCOR算法的提出是基于平穩(wěn)噪聲擾動(dòng)條件下的。事實(shí)上,在實(shí)際工業(yè)過(guò)

3、程的MIMO控制系統(tǒng)中,擾動(dòng)噪聲往往是非平穩(wěn)的,而且每個(gè)干擾也是不盡相同的。本文將重點(diǎn)考慮由平穩(wěn)信號(hào)和周期信號(hào)疊加產(chǎn)生的非平穩(wěn)信號(hào)噪聲作用下的多變量控制系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)。對(duì)多變量系線性統(tǒng)來(lái)說(shuō),非平穩(wěn)信號(hào)噪聲作用下的系統(tǒng)實(shí)際輸出也是非平穩(wěn)的,本文首先采用差分法對(duì)非平穩(wěn)輸出序列進(jìn)行平穩(wěn)化處理,然后得到濾波輸出并運(yùn)用FCOR算法估計(jì)系統(tǒng)最小方差基準(zhǔn)值。仿真結(jié)果表明,對(duì)平穩(wěn)信號(hào)和各種參數(shù)下的周期信號(hào)疊加產(chǎn)生的非平穩(wěn)干擾信號(hào)而言,在平穩(wěn)化輸出序列后采

4、用FCOR算法估計(jì)得到的最小方差基準(zhǔn)值是一致且準(zhǔn)確的,因此對(duì)系統(tǒng)非平穩(wěn)輸出用差分法進(jìn)行平穩(wěn)化這一方法是有效的。
  本文首先介紹了控制系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)的背景、意義、研究現(xiàn)狀和相關(guān)知識(shí)。其次重點(diǎn)介紹隨機(jī)性性能評(píng)價(jià)中的基于最小方差基準(zhǔn)的性能評(píng)價(jià)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí),基于最小方差基準(zhǔn)的控制系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)方法是本文主要分析方法。然后介紹了針對(duì)MIMO控制系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)提出的基于最小方差性能評(píng)價(jià)的FCOR算法,包括FCOR算法流程、酉關(guān)聯(lián)矩陣的估計(jì)、濾波

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