带时滞参数低阶传递函数模型的阶跃响应辨识

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1、乂么毯大拿ＤＡＬＩＡＮＵＮＶＥＲＳＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＩ破±韋恆巧文ＭＡＳＴＥ民ＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ食禮Ｉ带財滞参数低阶传递函数模型的阶跃响应辨识学科专业作者姓名每＿＿聲指导教师驾＿＿弯＿＿＿竺＿琴＿＿＿＿２０１６ｎ答辩日期ｆｊ硕±学位论文带时滞参数低阶传递画数模型的阶跃响应辨识Ｓ化ＰＲｅｓｏｎｓｅＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＴｒａｎｓ化ｒＦｕｎｃｔｉｏｎＭｏｄ化ｗｉｔｈｐＴｉｍｅＤｅｌａｙ作者姓名：国麵学科、专业：控制理论与控制工程

2、学号：２１３０９０８３指导教师：刘涛教授完成日期：２０１６年６月１日乂蓮巧义丈香ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声巧：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中己经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体己经发表的研究成果，也不包含其他己申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中做了巧确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。

3、学位论文题目：输；逆■献的换牺啼耐部名卷抑的输數一，＾作者签名：：年６月日日期大连理工大学硕±学位论文摘要系统辨识在现代控制理论和控制科学中占有非常重要的地位。现代工业中广泛应用）控制器；１的控制器，如？圧、内模控制器、５１１１１化预估器等，需要｜＾过程传递函数模型为，设计基础。由于较少的系统参数可Ｗ简化控制器设计，现代工业过程多用低阶模型描述即巧是高阶系统也可Ｗ通过低阶模型有效巧合。因此研巧低阶传递函数模型辨识尤其是含时滞参数的低阶传递函数模型辨识对于我们充分认识工业过程，实现工业过程的控制有着重要的意义一一。本文

4、正是从这需求出发，研究了工业过程中常见的阶传递函数模型、二阶欠阻尼传递函数模型、二阶临界阻尼传递函数模型，二阶过阻尼传递函数模型的辨识问题。本文主要研巧工作如下：（１）针对工业过程中常用的低阶传递函数模型，分别提出了基于梯度的阶跃响应辨识算法。基本思想是，：通过收集阶跃测试的输入输出数据利用传递函数模型的阶跃响应表达式构建超越方程组，并通过梯度算法将超越方程求解转化为代数方程求解，提高，简化了运算了估计精度。仿真实例证明算法不仅具有较高的辨识精度，也具有很好的鲁棒性。（２）利用辅助模型思想，削弱噪声对算法影响，并通过严格的理论推导说

5、明了本文所提算法具有较好的收敛性及抗噪能为。文中分析对比不同激励下损失函数的凹凸一特点性，得到在阶跃激励条件下损失函数具有较大的凸域，并利用这，给出了辨识算法的收敛性和鲁棒性分析一，进步佐证了仿真结果的真实性。（３）为了实现算法的全局收敛性，本文尝试引入目标函数的辅助函数。其基本思想是一系列的凸函数优化问题将非凸函数的优化问题转化为，通过逐步减小辅助参数一，实现辅助函数与目标函数的逐步趋近。文中含时滞参数的阶传递函数模一型为例推导这一给出了算法收敛性和算法的具体步骤，致性分析。仿真实例证实了算法的有效性。综上所述，本文根据系统的

6、阶跃响应时域表达式构建了基于梯度的迭代辨识算法，仿真实例和理论推导均说明算法具有较高的辨识精度和较好的鲁棒性。同时，对比于多重积分法，本文所提出的算法具有更低的计算量，且降低了采样频率对算法的影响。之一后为了实现算法的全局收敛，尝试了种辅助函数方法，并给出了仿真和证明。最后给出了本文的结论，并对本课题有待深入研究的方面做了简单的介绍。关键词：传递函数模型；时滞：阶跃响应；精度搜索－－Ｉ带时滞参数低阶传递函数模型的阶跃响应辨识Ｓ化ＲｅｓｏｎｓｅＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＴｒａｎｓｆｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎＭｏｄｅｌｓ

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8、ｔｏｒ．