[發明專利]一種基于交叉評估的多變量DMC系統模型失配通道定位方法

有效

• 申請號: 201810351386.9
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108549228B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 李麗娟;宋健全;葉景
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于交叉評估的多變量DMC系統預測模型失配通道定位方法，其特征在于，包括步驟：

S101：針對每一個系統輸出計算模型性能指標，對失配模型進行橫向通道診斷；

其中所述S101具體包括步驟：.

S1011：假定針對第l個輸出y_l(k)，采集系統實際閉環輸入u(k)和輸出y_l(k)，擾動輸入為e_l^o(k)，時間窗為p，M、N為設定的輸出和輸入數據長度，定義：

y_p(k)＝[y(k) y(k-1) … y(k-p)]

r_p(k)＝[r(k) r(k-1) … r(k-p)]

由計算出干擾輸入

S1012：根據DMC的預測模型系數計算相應模型預測輸出y_lm(k)，然后進一步計算模型預測誤差e_l(k)；

S1013：利用S1011與S1012計算得到的e_l^o(k)和e_l(k)，采用下式計算模型質量指標η_l：

其中Q_l(k)為預測控制器中第l個輸出對應的權重系數，如果η_l大于等于設定門檻值，則說明與第l個輸出相關的預測模型橫向通道不存在失配，反之，如果η_l小于門檻值，則該橫向通道存在模型失配；

S1014：針對所有的輸出變量y，重復步驟S1011至S1013，得到每個橫向通道是否存在模型失配的結論；

S102：針對每個輸入，采用偏相關性分析方法計算其與加權綜合擾動之間的相關性指標，實現失配模型的縱向通道診斷；

S103：將S101與S102得到的結果結合，失配通道橫縱向有交叉的位置即存在模型失配，從而實現失配通道的精確定位；

其中所述S102具體包括步驟：

S1021：采集系統實際閉環輸入u(k)和輸出y(k)，針對第i個輸入，假設與之相關的輸出有m個，即y₁(k)～y_m(k)，通過步驟S1011的方法估計出與y_j(k)對應的擾動量再通過式：

估計出對應的擾動量d_j(k)，其中q^-1為后退算子，逐個計算出所有的d₁(k)～d_m(k)；

S1022：對d₁(k)～d_m(k)進行主元分析；

假定數據長度為n，d₁(k)～d_m(k)構成一個n*m階的數據矩陣，

對D進行標準化處理，得到數據矩陣：

建立標準化數據向量的協方差矩陣R：

其中r_ij，i，j＝1，2，...，m為矩陣Z的第i列和第j列的相關系數，m為變量個數，r_ij＝r_ji，其計算公式為：

其中分別為矩陣Z第i列和第j列的均值，解特征方程|λI-R|＝0，得到按絕對值大小排列的特征值λ₁，λ₂，...，λ_m，以及相應的m*1維單位特征向量t_i，i＝1，2，…，m，

定義前k個主元的累計貢獻率：

根據貢獻率大小取前k個主元，得到與u_i相關的擾動量數據矩陣：

W＝Zt₁+Zt₂+…+Zt_k

S1023：對輸入u_i進行標準化處理，假定處理后的數據向量為U_i，計算U_i與W的相關系數

如果小于預先設定的門檻值，則u_i對應的第i個縱向通道判斷為存在模型失配，反之，如果大于預先設定的門檻值，則u_i對應的第i個縱向通道不存在模型失配；

S1024：針對每個輸入u，重復S1021至S1023，得到每個縱向通道是否存在模型失配的結論。