[發明專利]PID控制回路的模型辨識方法、裝置、系統及存儲介質

有效

• 申請號: 202110201535.5
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN112965365B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 段怡雍;侯衛鋒;葉建位;張利平
• 申請（專利權）人: 浙江中智達科技有限公司
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉志紅

本發明公開了一種PID控制回路的模型辨識方法、裝置、系統及計算機可讀存儲介質，通過對獲取到的PID控制回路的數據信息進行辨識得到TF模型；基于預設倍數值對該TF模型的模型參數進行擴展得到包括該模型參數在內的多組新的TF模型參數，每組新的TF模型參數對應一個新的TF模型，從這些新的TF模型中選擇出匹配度最高的TF模型作為當前最優TF模型，判斷當前最優TF模型是否滿足預設條件，若是，則將該當前最優TF模型作為最終的最優TF模型；若否，則基于該當前最優TF模型再擴展出多個新的TF模型后繼續尋找當前最優TF模型，直至找到最終的最優TF模型；本發明有利于提高PID控制回路自動化的工作效率和穩定性。

技術領域

本發明實施例涉及自動化技術領域，特別是涉及一種PID控制回路的模型辨識方法、裝置、系統及計算機可讀存儲介質。

背景技術

自動化領域中PID(proportion integral differential，比例、積分、微分)控制器技術是控制系統技術中最成熟、應用最廣泛的一種技術。PID控制器按比例、積分、微分三個環節進行控制，容易實現、魯棒性強，無需控制對象的模型信息即可有效控制。隨著工業生產需求的增加和自動化領域的快速發展，人們對PID控制回路有了更高的功能需求，PID控制回路自動整定、性能評估等技術應用越來越廣泛。模型辨識一直是自動化領域亟待解決的難點，針對PID回路辨識出相對準確的模型信息能夠為回路自動整定、性能評估等技術提供參數支持。由于工業現場數據干擾多、噪聲大，采集數據激勵不充分，使得直接采用最小二乘法辨識得到的模型參數難以達到理論上的效果，辨識出的模型往往準確度差，難以為PID控制器的參數整定、PID控制回路的性能評估提供準確的參數支持，導致工業PID控制回路自動化的工作效率低、穩定性差。

鑒于此，如何提供一種解決上述技術問題的PID控制回路的模型辨識方法、裝置、系統及計算機可讀存儲介質成為目前本領域技術人員需要解決的問題。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種PID控制回路的模型辨識方法、裝置、系統及計算機可讀存儲介質，在使用過程中最終辨識出的TF模型更加準確，能夠為PID控制回路的控制器整定和性能評估提供更加精確的參數支持，有利于提高PID控制回路自動化的工作效率和穩定性。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種PID控制回路的模型辨識方法，包括：

對獲取到的PID控制回路的數據信息進行辨識，得到傳遞函數TF模型；所述數據信息包括PID控制回路的各個歷史控制器輸出值和各個歷史過程測量值；

依據預設倍數值對所述TF模型的模型參數進行擴展，得到包括所述模型參數在內的多組新的TF模型參數，每組所述新的TF模型參數對應一個新的TF模型；

根據每個所述新的TF模型各自對應的匹配度，選擇出匹配度最高的TF模型作為當前最優TF模型；所述匹配度為依據所述新的TF模型的模型參數、各個所述歷史控制器輸出值和各個所述過程測量值得到；

判斷所述當前最優TF模型是否滿足預設條件，若是，則將所述當前最優TF模型作為最終的最優TF模型，以便基于所述最優TF模型對所述PID控制回路進行參數整定和/或性能評估；否則，將所述當前最優TF模型作為所述TF模型，并返回執行所述依據預設倍數值對TF模型的模型參數進行擴展的步驟。

可選的，所述對獲取到的PID控制回路的數據信息進行辨識，得到傳遞函數TF模型的過程為：

獲取PID控制回路的數據信息；

對所述數據信息進行最小二乘辨識，得到有限沖激響應FIR模型；

對所述FIR模型進行擬合得到TF模型。

可選的，所述數據信息還包括采用時間和回路類型；

則，對所述數據信息進行最小二乘辨識，得到FIR有限沖激響應模型的過程為：