[發明專利]系統對象參數模型的傳遞函數確定方法及裝置

有效

• 申請號: 201110282741.X
• 申請日: 2011-09-22
• 公開（公告）號: CN102393866A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 李軍;張紅福;陳華忠;萬文軍
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 王茹;曾旻輝

技術領域

本發明涉及熱工控制技術領域，尤其涉及系統對象參數模型的傳遞函數確定方法及裝置。

背景技術

火電廠熱工系統對象參數模型具有大慣性、純延時、以及時變性等特點，特別是系統對象參數模型的特性難以深入準確了解等因素，使得系統難以控制。如何有效克服各種不利影響，從而提高熱工控制回路的調節品質，一直是熱工控制領域不斷追求的目標之一。

為提高熱工對象的控制品質，對系統對象參數模型的傳遞函數進行辨識是非常重要的。現有的對象模型辯識方法主要是基于系統時域特性對過程對象模型進行辯識，存在算法復雜和難以在現有DCS中應用的問題，另外對過程輸出辯識信號的外在可觀性也有較高的要求，需要有較強幅度的激勵信號，這對過程工藝影響也較大。從頻域角度來說，熱工對象的頻譜特點是：以零頻率為極點，從有限高的高頻到無限低的低頻連續頻譜。時域模型辯識策略需要使用到熱工對象全部連續的頻譜資源，頻譜環境對時域模型辯識結果影響很大，在仿真過程中，由于不存在干擾，頻譜很干凈，能夠獲得良好的效果；但在實際的過程中，由于存在干擾，因此對時域模型辯識策略影響很大，甚至效果很差。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了系統對象參數模型的傳遞函數確定方法及裝置，能夠通過預設數個頻率點的頻率特性數據，對系統對象參數模型模型傳遞函數進行完全的辨識。

本發明提供了系統對象參數模型的傳遞函數確定方法，包括：

預設系統對象參數模型的傳遞函數包括n階等容時滯環節；

選擇預設數個辨識頻率點，獲取各個辨識頻率點的幅值傳遞系數和所述各個辨識頻率點的相位傳遞值；

根據辨識頻率點的幅值傳遞系數計算所述等容環節的慣性階數n和慣性常數；

根據當前的慣性階數和當前的慣性常數計算所述傳遞函數的比例增益和時滯常數。

相應地，本發明還提供了系統對象參數模型的傳遞函數確定裝置，包括：

參數模型構造單元，用于預設系統對象參數模型的傳遞函數，其中所述傳遞函數包括n階等容時滯環節；

幅值傳遞系數獲取單元，用于獲取預設的數個辨識頻率點的幅值傳遞系數；

相位傳遞值獲取單元，用于獲取預設的數個辨識頻率點的相位傳遞值；

與所述幅值傳遞系數獲取單元、所述相位傳遞值獲取單元分別相連的參數計算單元，用于根據辨識頻率點的幅值傳遞系數和任意一個辨識頻率點的相位傳遞值計算所述傳遞函數的慣性階數、慣性常數、比例增益、時滯常數；

與所述參數模型構造單元、參數計算單元分別相連的模型獲取單元，用于根據所述參數計算單元計算的參數獲取參數模型的傳遞函數。

實施本發明，具有如下有益效果：

與時域辯識方法不同，頻域辯識方法非常節約頻譜資源，不需要使用到熱工對象全部連續的頻譜資源，只使用到有限數量非連續的單頻率點頻譜，數量上僅占到熱工對象全部連續頻譜資源的極小部分。可以使用帶通濾波器濾出這些單頻率點頻譜信號，將絕大部分的干擾信號排除在外。本發明通過獲得有限數量的數個頻率點的頻率特性數據，應用數學上的迭代算法，計算出對象模型傳遞函數。本發明具有算法簡單，且易于在工程應用上實現的特點，還具有較高的辯識精度和較強的抗干擾性，對過程工藝影響較小，仿真實驗研究驗證了本方法的有效性。

附圖說明

圖1是本發明系統對象參數模型的傳遞函數確定方法的流程圖；

圖2是本發明系統對象參數模型的傳遞函數確定方法的第一實施例流程圖；

圖3是本發明系統對象參數模型的傳遞函數確定方法的第一實施例示意圖；

圖4是本發明系統對象參數模型的傳遞函數確定方法的第二實施例流程圖；

圖5是本發明系統對象參數模型的傳遞函數確定方法的第二實施例示意圖；

圖6是本發明系統對象參數模型的傳遞函數確定裝置的第一實施例示意圖；

圖7是本發明系統對象參數模型的傳遞函數確定裝置的第二實施例示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述。

圖1是本發明系統對象參數模型的傳遞函數確定方法的流程圖，包括：

S101：預設系統對象參數模型的傳遞函數包括n階等容時滯環節；

S102：選擇預設數個辨識頻率點，獲取各個辨識頻率點的幅值傳遞系數和所述各個辨識頻率點的相位傳遞值；

S103：根據辨識頻率點的幅值傳遞系數計算所述等容環節的慣性階數n和慣性常數；