[發(fā)明專利]一種用于流程工業(yè)大規(guī)模過程控制的降維辨識(shí)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911079525.8
• 申請(qǐng)日: 2019-11-07
• 公開（公告）號(hào): CN111025898B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳晶;曹俊峰;過榴曉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32227
• 代理人: 顧吉云;黃瑩

1.一種用于流程工業(yè)大規(guī)模過程控制的降維辨識(shí)方法，其包括以下步驟：

S1：根據(jù)工業(yè)過程系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系，構(gòu)建系統(tǒng)的時(shí)間序列模型：

A(z)y(t)＝B(z)u(t)+v(t)

其中：y(t)是系統(tǒng)的輸出，u(t)是系統(tǒng)的輸入，v(t)是系統(tǒng)的噪聲，A(z)、B(z)分別是模型多項(xiàng)式，z是后移算子；

S2：根據(jù)系統(tǒng)模型做如下定義：

Y(L)＝[y(1),y(2),...,y(L)]^T∈R^L

Φ(L)＝[φ^T(1),φ^T(2),...,φ^T(L)]^T∈R^L×2n

V(L)＝[v(1),v(2),...,v(L)]^T∈R^L；

可得到系統(tǒng)的方程為：

Y(L)＝Φ(L)θ+V(L)；

其中，y(t)是系統(tǒng)的輸出，Y(L)為輸出向量矩陣，v(t)是系統(tǒng)的噪聲，V(L)為噪聲向量矩陣，為系統(tǒng)的信息向量，Φ(L)為信息向量矩陣，θ為系統(tǒng)參數(shù)向量，t為采樣時(shí)刻；

其特征在于，其還包括以下步驟：

S3：初始化；

給系統(tǒng)變量賦初始值：

u(t)＝0，y(t)＝0，t≤0，

設(shè)置中間變量m，且賦初始值值m＝0，為系統(tǒng)參數(shù)的初始值賦值；

S4：通過現(xiàn)有的數(shù)據(jù)通信與采集技術(shù)獲取系統(tǒng)控制參數(shù)，共獲取L組

u(1)，…,u(L),y(1),…,y(L)；

S5：根據(jù)步驟S4中獲取的系統(tǒng)參數(shù)，構(gòu)建所述信息向量的向量矩陣：

Φ(L)＝[φ^T(1),φ^T(2),...,φ^T(L)]^T

S6：計(jì)算所述系統(tǒng)參數(shù)的尋優(yōu)方向

其中，為系統(tǒng)參數(shù)；

S7：利用Arnoldi計(jì)算矩陣生成Krylov子空間V_m(k)，構(gòu)建與垂直的方向：

V_m(k)＝[v_m(1),…,v_m(k)]

其中：k為正整數(shù)，滿足1≤k＜2n；

S8：基于Φ(L)、Y(L)、通過Givens變換計(jì)算參數(shù)的尋優(yōu)步長

S9：基于所述系統(tǒng)參數(shù)向量θ的關(guān)系式，求出系統(tǒng)向量

S10：比較和

預(yù)先設(shè)置閾值δ，δ為正常數(shù)；

如果則即為此次參數(shù)辨識(shí)的得到的最優(yōu)解，此次參數(shù)辨識(shí)結(jié)束；

否則，m+1后賦值給m；

S11：重復(fù)步驟S6～S11。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于流程工業(yè)大規(guī)模過程控制的降維辨識(shí)方法，其特征在于：步驟S6中，計(jì)算得到后，執(zhí)行步驟S7之前，還需要進(jìn)行歸一化操作：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于流程工業(yè)大規(guī)模過程控制的降維辨識(shí)方法，其特征在于：步驟S7中，利用Arnoldi計(jì)算矩陣的公式如下：

式中，i＝2,...,k，j＝1,...,i-1。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種用于流程工業(yè)大規(guī)模過程控制的降維辨識(shí)方法，其特征在于：計(jì)算公式中，N為轉(zhuǎn)換矩陣：

N＝Φ^T(L)Φ(L)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種用于流程工業(yè)大規(guī)模過程控制的降維辨識(shí)方法，其特征在于：步驟S7中，利用Arnoldi計(jì)算矩陣之后，還需要進(jìn)行歸一化操作：