[发明专利]一种基于偏置继电反馈的发电机组闭环频域辨识方法

摘要

本发明涉及一种基于偏置继电反馈的发电机组闭环频域辨识方法，对控制回路进行偏置继电反馈实验，待系统临界震荡后切换到原先的PID控制，对实验获得的对象的输入输出信号进行信号分解和频谱分析，获得对象在重要频率段的频率特性，最终采用最小二乘法通过多点拟合来得到对象的辨识模型。本方法实现简单、辨识精度高，具有很好的鲁棒性。可用于含不可操作变量回路的辨识，能得到系统在重要频率段的频率特性，进而得到需辨识控制对象的二阶加纯滞后模型。

主权项

一种基于偏置继电反馈的发电机组闭环频域辨识方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1）记录偏置继电反馈实验数据：对于稳定运行的闭环回路，将控制器从PID控制器切换到偏置继电器，待对象达到临界震荡后再次切换到PID控制直到对象输出再次稳定，记录整个过程对象的输入和输出；2）获取回路对象临界频率：给定频率，将采集数据代入得对象的频率响应为：其中，yk、uk、tk分别为时刻对象的输出、输入和采样时间，Ny为采样点数，yk‑1、uk‑1、tk‑1为时刻的对象的输出、输入和采样时间，、、为时刻对象的输出、输入和采样时间的变化量，、为时刻对象的输出、输入和采样时间的变化量，求出其该频率点的幅值和相位；假设为所求系统回路临界频率，则可通过下面的迭代公式计算确定：其中，为在使用迭代公式时第n+1次迭代的频率，、为第n次迭代的相位和频率，、为第n‑1次迭代的相位和频率，初次迭代时n=1，和的初始值设为零，取为一个尽量小的数，迭代运算公式具有二次收敛速度，在几个迭代运算后，即可逼近对象实际临界频率；3）获取对象在重要频率段多点的频率特性：设定频率范围(,)内需要辨识的频率响应点的数目为M，则在设定频率范围内离散频率点ωl上的频率响应可通过下面频率响应公式计算获得，：从而得到多个点的频率特性；4）确定闭环对象的辨识模型：通过步骤3）获取的频率响应，，求传递函数矩阵，传递函数矩阵采用二阶加纯滞后模型：，参数可通过在,的频率响应点匹配获得，即式中的参数和L，可通过幅值条件和相位条件确定：为求解模型参数的中间矩阵，可通过最小二乘法得到：。