[發明專利]一種基于綜合性能指標的數據驅動控制器校正方法

有效

• 申請號: 202110332116.5
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113050604B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 王志國;陳軍軍;趙順毅;欒小麗;劉飛
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

1.一種基于綜合性能指標的數據驅動控制器校正方法，其特征在于，所述方法包括：

Step1：采集被控系統的N組輸入輸出數據{u(t),y(t)},t＝1,…,N，u(t)表示第t時刻采集到的被控系統輸入數據，y(t)表示第t時刻被控系統輸出數據，N表示采集的輸入輸出數據的組數；

Step2：根據采集的N組輸入輸出數據，通過MV基準，評估被控系統的當前控制性能；

Step3：根據Step2得出的被控系統的當前控制性能，根據先驗知識判斷是否需要整定控制器參數；如果需要，則給定權重系數λ，融合IAE指標與MV基準構造新的綜合性能指標，并求得所述新的綜合性能指標下的被控系統的最佳參考模型；

Step4：根據Step3求得的最佳參考模型計算被控系統整定后的控制器參數；

Step5：輸入Step4計算得到的整定后的控制器參數，繼續采集整定后的控制器參數下被控系統的輸入輸出數據，并根據Step2，通過MV基準，監控控制器校正后被控系統的控制性能；

Step6：被控系統工作過程中，重復步驟Step2-Step5以實現對于被控系統的控制器的校正。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述Step2包括：

Step2.1利用互相關法估計被控系統的延遲系數θ的估計值

y(t)表示第t時刻被控系統的輸出數據，u(t-θ)表示第t-θ時刻采集到的被控系統輸入數據；E表示期望；

Step2.2對采集到的N組輸入輸出數據{u(t),y(t)}進行時間序列分析，求得被控系統的最小方差估計值和實際輸出方差

Step2.3定義基于MV基準的控制性能評價指標η為：

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述對采集到的N組輸入輸出數據{u(t),y(t)}進行時間序列分析，求得被控系統的最小方差和實際輸出方差包括：

Step2.2.1根據以下公式計算被控系統的最小方差：

其中，f_i為從噪聲到輸出傳遞函數的脈沖響應系數，為隨機噪聲的方差的估計值；

Step2.2.2由于f_i與都未知，故對采集到的N組輸入輸出數據{u(t),y(t)}進行時間序列分析，通過MATLAB擬合被控系統的ARMAX模型為：

其中，ξ(t)為被控系統的隨機噪聲序列；

其中，表示后移n_a個時刻的后移算子，為對應的系數；從而可以獲得擾動模型的估計值被控系統模型的估計值以及隨機噪聲序列的估計值和隨機噪聲序列的方差

Step2.2.3由Step2.2.2求得進行丟番圖分解求得f_i；將f_i與隨機噪聲序列的方差代入Step2.2.1中的公式求得被控系統的最小方差

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述Step3中被控系統的最佳參考模型T_des(s)基本形式為：

其中，T_des(s)即為最佳參考模型在復頻域中的表現形式，s為復變量因子，ε為參考模型中濾波器參數。