[發(fā)明專利]一種辨識含飽和非線性系統(tǒng)的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710117844.8
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106950830A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡爽;朱紀(jì)洪;和陽;楊赟杰
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11250
• 代理人: 張建綱

1.一種辨識含飽和非線性系統(tǒng)的方法，其特征在于，所述方法包括下列步驟：

S1.設(shè)計(jì)輸入信號；為充分激勵系統(tǒng)，需考慮頻率與幅值兩方面因素，不僅要求輸入信號包含較為豐富的頻率成分，同時(shí)要求選取合適的幅值以使輸入信號頻率在系統(tǒng)狀態(tài)達(dá)到飽和限值前盡可能接近系統(tǒng)的主導(dǎo)頻率；系統(tǒng)經(jīng)上述輸入信號激勵得到輸出響應(yīng)及各狀態(tài)變量；

S2.加窗掃描處理經(jīng)步驟1所得的各狀態(tài)變量；選取合適的窗口大小w，針對各狀態(tài)變量的第i個(gè)采樣點(diǎn)(i＝1,2,...,N，N為采樣點(diǎn)總數(shù))，取其后連續(xù)w-1個(gè)采樣點(diǎn)，構(gòu)成一個(gè)含有w個(gè)連續(xù)采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)窗口，計(jì)算該窗口內(nèi)數(shù)據(jù)的方差V_i與平均值μ_i；按照上述加窗處理方法，逐個(gè)掃描各狀態(tài)所有采樣點(diǎn)，得到各狀態(tài)所有窗口的方差序列{V_i}與平均值序列{μ_i}；

S3.篩選經(jīng)步驟2所得的方差序列{V_i}與平均值序列{μ_i}；選取合適的閾值，一般可取各狀態(tài)噪聲方差σ²作為閾值，若V_i≤σ²，則保留相應(yīng)的V_i與μ_i，若V_i＞σ²，則舍棄相應(yīng)的V_i與μ_i，得到方差序列{V_j}與平均值序列{μ_j}；

S4.篩選經(jīng)步驟3所得的平均值序列{μ_j}，辨識飽和上限值以及下限值；選取合適的m確定飽和上限值的篩選范圍(m一般可取2,3,4等)，篩選滿足max(μ_j)-mσ≤μ_k≤max(μ_j)的數(shù)據(jù)序列{μ_k}，求取數(shù)據(jù)序列{μ_k}的平均值即為飽和上限值；同理，選取合適的n確定飽和下限值的篩選范圍，篩選滿足min(μ_j)-nσ≤μ_l≤min(μ_j)的數(shù)據(jù)序列{μ_l}，求取數(shù)據(jù)序列{μ_l}的平均值即為飽和下限值；

S5.篩選用于系統(tǒng)模型參數(shù)辨識的輸入輸出數(shù)據(jù)；當(dāng)狀態(tài)變量數(shù)據(jù)第一次超過步驟4所述飽和限值，若此時(shí)為第p個(gè)采樣點(diǎn)，則選取系統(tǒng)輸入與輸出信號的前p-1個(gè)采樣點(diǎn)序列作為辨識數(shù)據(jù)；

S6.辨識系統(tǒng)模型參數(shù)，確定待辨識系統(tǒng)的階次及模型結(jié)構(gòu)，對步驟5所得的辨識數(shù)據(jù)采用相關(guān)常規(guī)的辨識方法得到系統(tǒng)模型參數(shù)。