[發明專利]一種線性變參數雙率系統的全局魯棒參數辨識及輸出估計方法

在審

• 申請號: 201710443710.5
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107194110A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 高會軍;楊憲強;劉鑫
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 楊立超

技術領域

本發明涉及雙率系統的全局魯棒參數辨識及輸出估計方法。

背景技術

實際工業中普遍存在著許多線性變參數系統，如：化工過程、機械設備、發動機等。線性變參數系統具有簡單的線性結構，并能精確近似非線性或時變系統。因此對線性變參數系統的研究無論在理論還是實踐中都非常重要。

目前有很多研究對線性變參數系統的分析和綜合進行了研究，但要實際應用這些成果需要有一個精確、緊致的數學模型。因此，從實際工業過程數據中辨識過程模型是線性變參數系統實際應用的先決條件。

在實際的工業生產過程中，過程數據通常是雙率采樣的。由于諸多外界因素，如：實驗室數據人工分析、長距離或網絡傳輸等，輸出數據通常還包含了未知的時間延遲和異常值。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有輸出數據通常還包含了未知的時間延遲和異常值的問題，而提出一種線性變參數雙率系統的全局魯棒參數辨識及輸出估計方法。

一種線性變參數雙率系統的全局魯棒參數辨識及輸出估計方法，其特征在于：所述方法具體過程為：

步驟一：建立線性變參數雙率系統的全局輸入輸出模型；

步驟二：根據步驟一建立的線性變參數雙率系統的全局輸入輸出模型，建立基于拉普拉斯分布的魯棒線性變參數雙率系統的全局輸入輸出模型；

步驟三：基于廣義期望最大化算法，對步驟二建立的基于拉普拉斯分布的魯棒線性變參數雙率系統的全局輸入輸出模型進行辨識，得到線性變參數雙率系統的全局輸入輸出模型的參數θ^*,d^*，γ^*和快率輸出；

其中θ^*為最優的模型參數多項式系數，γ^*為最優的尺度變量，d^*為最優的時間延遲。

本發明的有益效果為：

本發明采用了一種線性變參數雙率系統的全局魯棒參數辨識及輸出估計方法，通過建立線性變參數雙率系統的全局輸入輸出模型；基于線性變參數雙率系統的全局輸入輸出模型，建立基于拉普拉斯分布的魯棒線性變參數雙率系統的全局輸入輸出模型；基于廣義期望最大化算法，對基于拉普拉斯分布的魯棒線性變參數雙率系統的全局輸入輸出模型進行辨識，得到線性變參數雙率系統的全局輸入輸出模型的參數θ^*,d^*，γ^*和快率輸出；解決了現有輸出數據通常還包含了未知的時間延遲和異常值的問題，能夠有效的辨識出系統的各類模型參數。并且，利用辨識得到的各類最優的模型參數，能夠有效地估計出所需的系統慢率輸出，通過實驗證明，估計精度達90％以上。

附圖說明

圖1為具體實施方式一提出的慢速率輸出數據信噪比為15dB且異常值比例為2％時，模型參數估計均值與標準差示意圖；其中*表示各個參數的均值，棒條表示各個參數的標準差，棒條的長度越短，標準差越小，參數估計效果越好；

圖2為具體實施方式一提出的慢速率輸出數據信噪比為15dB且異常值比例為10％時，模型參數估計均值與標準差示意圖；其中*表示各個參數的均值，棒條表示各個參數的標準差，棒條的長度越短，標準差越小，參數估計效果越好；

圖3為具體實施方式一提出的慢速率輸出數據信噪比為20dB且異常值比例為2％時，模型參數估計均值與標準差示意圖；其中*表示各個參數的均值，棒條表示各個參數的標準差，棒條的長度越短，標準差越小，參數估計效果越好；

圖4為具體實施方式一提出的慢速率輸出數據信噪比為20dB且異常值比例為10％時，模型參數估計均值與標準差示意圖；其中*表示各個參數的均值，棒條表示各個參數的標準差，棒條的長度越短，標準差越小，參數估計效果越好；

圖5為具體實施方式一提出的慢速率輸出數據信噪比為25dB且異常值比例為2％時，模型參數估計均值與標準差示意圖；其中*表示各個參數的均值，棒條表示各個參數的標準差，棒條的長度越短，標準差越小，參數估計效果越好；

圖6為具體實施方式一提出的慢速率輸出數據信噪比為25dB且異常值比例為10％時，模型參數估計均值與標準差示意圖；其中*表示各個參數的均值，棒條表示各個參數的標準差，棒條的長度越短，標準差越小，參數估計效果越好。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式的一種線性變參數(LPV)雙率系統的全局魯棒參數辨識及輸出估計方法具體過程為：

步驟一：建立線性變參數(LPV)雙率系統的全局輸入輸出模型；