[發明專利]三容水箱時延系統的辨識方法、系統、裝置及可讀介質

在審

• 申請號: 202110359219.0
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN112989624A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 顧亞;劉繼承;朱培逸;李向利
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01F23/14;G06F113/08
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 滕詣迪

1.一種三容水箱時延系統的辨識方法，其特征在于：

獲取輸入輸出數據，多輸入數據和已知的單輸出數據建立三容水箱時延系統的辨識模型；

通過線性轉換將時延自回歸移動平均系統轉換成最小二乘形式的辨識模型；

通過辨識模型的初始參數及構造的信息向量逼近輸出數據，模型中未知的參數和信息向量由其估計值代替，結合系統可測的輸入輸出數據辨識出當前時刻輸出的參數，對辨識出的當前輸出采樣時刻的參數用基于迭代的正交匹配追蹤算法進行辨識，從而得到最終辨識參數值。

2.根據權利要求1所述的三容水箱時延系統的辨識方法，奇特在在于：

獲取輸入輸出數據{u_i(k),y(k):i＝1,2...,r；k＝1,2,...,m}，u_i(k)為三容水箱多個輸入值，如水流量、第一個水槽液位高度，i為多個輸入值，r是正整數，k為時間常數，m是數據長度，y(k)為輸出即三容水箱第三個水槽的液位值；由輸出形成輸出信息向量Y＝[y(k+1),y(k+2),...,y(k+m)]^T。

3.根據權利要求2所述的三容水箱時延系統的辨識方法，奇特在在于：

初始化，令g＝1，參數N為正整數，p₀＝10⁶為常數，白噪聲是一個隨機數；

通過構建有色噪聲和白噪聲的信息向量由三容水箱中有色噪聲ω和白噪聲ν組成，n_d和n_c分別為有色噪聲和白噪聲的個數，包括三容水箱蓄水過程中閥門的開度大小、溫度壓力入水、出水流量波動，n和g為下標常數，其中n是噪聲個數，g是迭代次數，ω_g-1為三容水箱注水過程中的有色噪聲干擾，為三容水箱注水過程中的白噪聲干擾，通過計算信息向量通過構建含有輸入變量、噪聲變量信息向量

4.根據權利要求3所述的三容水箱時延系統的辨識方法，其特在在于：

設置初始值，令迭代變量q＝1，殘差r_g,0＝Y，索引集Λ_g,0＝O，初始信息向量初始參數向量通過公式計算支持列的位置λ_g,q，其中為信息向量的第i個值，通過更新索引集Λ_g,q和子信息矩陣通過計算索引集參數估計通過r_g,0＝Y更新殘差r_g,q；如果整數q＝g，得到參數估計否則，增加q的值，再帶入到λ_g,q的計算公式；

通過恢復參數估計的值；

通過和更新三容水箱蓄水過程中有色噪聲和白噪聲的值；

比較參數和的值，如果獲得參數估計否則，步驟1增加g并轉到步驟4，繼續遞歸計算。

5.一種三容水箱時延系統的辨識系統，包括存儲器和處理器，存儲器存儲有計算機程序，其特征在于；所述處理器執行所述計算機程序時實現如權利要求1-4任一所述的方法步驟。

6.一種如權利要求5所述的辨識系統的辨識裝置，其特征在于：包括三個獨立的水箱，水箱底部的出水口設有控制閥門調節出水量，在裝置底部設有一個水箱作為整個系統的蓄水池；三個水箱有不同的橫截面，分別為等截面形、錐形截面和球形截面；水由底部的蓄水箱通過泵注入頂部水箱，并在重力的作用下依次流過上、中、下三個水箱；每一個水箱均設有液位測量器件，測量器件通過液壓壓力測量液位高度。

7.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于：所述的計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1-4任一所述的方法步驟。