基于高阶统计量的非线性控制系统性能评估方法.pdf

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1、第13卷第6期江南大学学报(自然科学版)Vo1．13No．62014年】2月JournalofJiangnanUniversity(NaturalScienceEdition)Dec．2014基于高阶统计量的非线性控制系统性能评估方法王功明，袁德成，王建龙，韦咪娜(沈阳化工大学信息工程学院，辽宁沈阳110142)摘要：针对一类基于反馈线性化策略的非线性控制系统，提出一种基于高阶矩估计非线性控制器性能检测新方法。非线性闭环控制系统由外部PID控制器、反馈线性化补偿环节和非线性控制对象组成，在模型和对象完全一致时，闭环系统输入输出具有线性特征。在实际应用中，经常遇到反馈线性化补偿环

2、节模型参数与被控对象实际值不一致的情况，上述线性关系也一般不再存在。基于这种直观认识，以闭环控制系统所具有的线性关系为性能参考基准，通过估计系统输出的三元谱和四元谱等统计特征量，构造非高斯性以及非线性等假设推理命题，检验控制系统是否还处于原期望的操作点上，通过大量仿真计算表明了非线性检测新方法的有效性。关键词：非线性系统；性能评估；线性化；高阶统计量；非高斯性假设检验中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：1671—7147(2014)06—0706—05NonlinearControlSystemPerformanceAssessmentMethodBasedonthe

3、HigherOrderStatisticsWANGGongming，YUANDecheng，WANGJianlong，WEIMina(CollegeofInformationEngineering，ShenyangUniversityofChemicalTechnology，Shenyang110142，China)Abstract：Acontrollerperformancedetectionmethodbasedonthehigherordermomentsestimatingnonlinearityispresentedforaclassofnonlinearsystem

4、susingthefeedbacklinearizationstrategy．Thenonlinearclosed—loopcontrolsystemconsistsofanexternalPIDcontroller，feedbacklinearizationcompensatorandnonlinearcontrolledplant，whenmodel／objectisinfullaccord，witheachother，theclosed—loopsystemisfeaturedwithlinearity．Inpracticalapplications，thereisalw

5、aysanoccasionthatthefeedbacklinearizationcompensatormodelparametersdonotmatchwithcontrolledplantpracticalvalues，thenthislinearrelationshipdoesnotexistanymore．Basedontheintuitiveunderstanding，thispaperregardstheclosed—loopcontrolsystemlinearrdationastheperformancebenchmark，byestimatingthestat

6、isticalcharacteristicsofthreeandfourelementspectrumofthesystemoutputs，usesthenonlinearandnon—Gaussianhypotheticalteststojudgewhetherthecontrolsystemworksintheoriginalexpectedoperatingpoint．Severalsimulationcalculationsindicatethattheproposednonlinearitydetectionmethodiseffective．Keywords：non

7、linearsystem，performanceassessment，linearization，higherorderstatistics，non—Gaussianhypotheticaldedt1Pti0n工业自动化系统运行性能的在线监测和评估运行管理问题日益受到重视。解决这类问题的思路是近年来控制界研究的热点问题之一，随着节能降是首先针对控制系统的具体类型建立其理论上可耗、环保安全等要求越来越高，自动化系统性能的达到的最佳性能参考基准，然后通过基于模型驱动收稿日期：2014—08—05