[發明專利]一種基于繼電反饋的組合積分系統辨識方法

有效

• 申請號: 201710649291.0
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107422640B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 任正云;閆子豪;陳安鋼;郭鴻宇;劉志明;張丙昌;倪瀟
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

1.一種基于繼電反饋的組合積分系統辨識方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、利用理想非偏置繼電器對待辨識的組合積分系統進行繼電反饋試驗，其中，組合積分系統是一類開環穩定對象，其傳遞函數由2個或多個時滯對象組成并表示為如下形式：

式中，k_i表示系統增益，s表示復頻域算子，G_i(s)表示不含積分環節的穩定多項式，τ_1i表示系統時滯參數，τ_2i表示系統時滯參數，i表示第i階諧波，n表示諧波階數；

步驟2、利用偏移相角補償實際振蕩頻率與理論臨界振蕩頻率存在的偏差建立頻域信息關系，推導得到系統參數：

(a)理想非偏置繼電器接收反饋信號，實現開關切換，在滿足建立極限切換的條件下，系統的輸出在工作點的附近呈現頻率為ω_osc的周期振蕩，振蕩周期為T_osc，y(t)為被控對象輸出信號，有：

式中，F_sn、F_cn均為非零常量，則系統開環Nyquist曲線上振蕩點和臨界點存在相角偏移，且：

式中，δ_pn表示第n階諧波的偏移相角；

(b)對于二階組合積分對象，通過偏移角度的補償建立新的系統頻域關系，表示如下：

式(1)中，k表示系統增益，ω_s表示頻率參數，T表示時間常數，k₁表示系統增益，τ₂表示系統時滯參數；

式(2)中，k₃表示系統增益，

式(3)中，k₅表示系統增益，

由式(1)、(2)、(3)幅值關系，可得：

由相角關系的得到：

k₁、k₃、k₅由估計對象頻率響應利用數值計算得到，即

式(8)中，K＝1,2,3，h表示繼電器輸出電平，y(t)表示系統輸出；

聯立式(4)～(8)，利用1stopst最優化工具箱進行計算，得到系統參數，即k,τ₁,τ₂,T。