[發(fā)明專利]液壓系統(tǒng)模型辨識(shí)方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210204765.1
• 申請(qǐng)日: 2022-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN114564801A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜英瑋;顧昌利;趙汝?yáng)|
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三一重機(jī)有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;G06F30/27;G06N7/00;G06F111/08
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 吳剛

本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，提供一種液壓系統(tǒng)模型辨識(shí)方法及裝置，該方法包括：獲取液壓系統(tǒng)的實(shí)時(shí)輸入輸出數(shù)據(jù)；基于實(shí)時(shí)輸入輸出數(shù)據(jù)以及液壓系統(tǒng)模型的參數(shù)的初步辨識(shí)結(jié)果，對(duì)液壓系統(tǒng)模型的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線辨識(shí)；其中，液壓系統(tǒng)模型的參數(shù)的初步辨識(shí)結(jié)果是基于液壓系統(tǒng)的歷史輸入輸出數(shù)據(jù)對(duì)液壓系統(tǒng)模型進(jìn)行非線性優(yōu)化得到的；根據(jù)實(shí)時(shí)在線辨識(shí)結(jié)果，對(duì)液壓系統(tǒng)模型進(jìn)行更新。本發(fā)明辨識(shí)出的液壓系統(tǒng)能夠更好地契合液壓系統(tǒng)對(duì)外界環(huán)境敏感的特性，通過(guò)辨識(shí)出的液壓系統(tǒng)模型能夠更為準(zhǔn)確地分析液壓系統(tǒng)，并為相應(yīng)的控制器的設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種液壓系統(tǒng)模型辨識(shí)方法及裝置。

背景技術(shù)

對(duì)于工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，若實(shí)現(xiàn)對(duì)其的分析和智能控制，獲得其動(dòng)態(tài)的數(shù)學(xué)模型是必要的。然而，由于液壓系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)境的復(fù)雜性，對(duì)其進(jìn)行基于物理機(jī)理的建模工作量極大，因此，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于液壓系統(tǒng)進(jìn)行建模的方法較少，通常采用仿真軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，但通過(guò)仿真軟件無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)的智能控制。

基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的建模方式僅建立在輸入輸出上，不需要分析復(fù)雜的物理機(jī)理，同時(shí)能提供一個(gè)數(shù)學(xué)模型來(lái)描述液壓系統(tǒng)，因此，要實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)的智能控制，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)建模是首選。然而，目前傳統(tǒng)的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)辨識(shí)技術(shù)為離線辨識(shí)，即，在采集系統(tǒng)的大量輸入輸出后，通過(guò)該歷史數(shù)據(jù)建立以及辨識(shí)出一個(gè)可用的數(shù)學(xué)模型來(lái)完成對(duì)于系統(tǒng)的分析以及控制。由于工程機(jī)械的工作場(chǎng)景是不斷變化的，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性也不是一成不變的，而是隨著外界環(huán)境的變化而變化，如負(fù)載種類，外界溫度等。因此，離線建模辨識(shí)的數(shù)學(xué)模型靈活性較差，只能適用于某些特定的外界環(huán)境，為液壓系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)帶來(lái)較大的難度以及局限性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種液壓系統(tǒng)模型辨識(shí)方法及裝置。

本發(fā)明提供一種液壓系統(tǒng)模型辨識(shí)方法，包括：

獲取液壓系統(tǒng)的實(shí)時(shí)輸入輸出數(shù)據(jù)；

基于所述實(shí)時(shí)輸入輸出數(shù)據(jù)以及液壓系統(tǒng)模型的參數(shù)的初步辨識(shí)結(jié)果，對(duì)所述液壓系統(tǒng)模型的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線辨識(shí)；其中，所述液壓系統(tǒng)模型的參數(shù)的初步辨識(shí)結(jié)果是基于所述液壓系統(tǒng)的歷史輸入輸出數(shù)據(jù)對(duì)所述液壓系統(tǒng)模型進(jìn)行非線性優(yōu)化得到的；

根據(jù)所述實(shí)時(shí)在線辨識(shí)結(jié)果，對(duì)所述液壓系統(tǒng)模型進(jìn)行更新。

根據(jù)本發(fā)明提供的液壓系統(tǒng)模型辨識(shí)方法，所述液壓系統(tǒng)模型是基于Hammerstein-Wiener模型構(gòu)建得到的；所述液壓系統(tǒng)模型包括依次連接的輸入非線性單元、線性傳遞函數(shù)和輸出非線性單元；

所述輸入非線性單元用于對(duì)所述液壓系統(tǒng)模型的輸入進(jìn)行線性變換；

所述輸出非線性單元用于對(duì)所述線性傳遞函數(shù)的輸出進(jìn)行非線性變換；

所述線性傳遞函數(shù)用于確定所述液壓系統(tǒng)模型的輸出響應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明提供的液壓系統(tǒng)模型辨識(shí)方法，所述基于所述液壓系統(tǒng)的歷史輸入輸出數(shù)據(jù)對(duì)所述液壓系統(tǒng)模型進(jìn)行非線性優(yōu)化，包括：

基于實(shí)際輸出數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)輸出數(shù)據(jù)的差值，構(gòu)建所述液壓系統(tǒng)模型的損耗函數(shù)；其中，所述預(yù)測(cè)輸出數(shù)據(jù)是將所述歷史輸入輸出數(shù)據(jù)輸入至所述液壓系統(tǒng)模型得到的；

以所述損耗函數(shù)最小為目標(biāo)對(duì)所述液壓系統(tǒng)模型的參數(shù)進(jìn)行迭代求解，以完成對(duì)所述液壓系統(tǒng)模型的非線性優(yōu)化。

根據(jù)本發(fā)明提供的液壓系統(tǒng)模型辨識(shí)方法，所述基于所述實(shí)時(shí)輸入輸出數(shù)據(jù)以及液壓系統(tǒng)模型的參數(shù)的初步辨識(shí)結(jié)果，對(duì)所述液壓系統(tǒng)模型的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線辨識(shí)，包括：

基于所述實(shí)時(shí)輸入輸出數(shù)據(jù)以及所述初步辨識(shí)結(jié)果，采用樸素貝葉斯方法對(duì)所述線性傳遞函數(shù)的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線辨識(shí)。