[发明专利]一种数据驱动的闭环系统稳定裕度确定方法

摘要

本发明提供一种数据驱动的闭环系统稳定裕度确定方法，属于数据驱动故障诊断和控制技术领域。本发明首先采集闭环系统的闭环数据，包括闭环系统的输入信号、输出信号以及参考输入信号；然后利用采集的数据构造汉克尔矩阵；最后利用构造得到的构造汉克尔矩阵求得稳定裕度。本发明解决了现有技术无法实现对数据驱动闭环系统稳定裕度进行确定的问题。本发明可应用于故障实时评估和监测。

主权项

1.一种数据驱动的闭环系统稳定裕度确定方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：步骤一、采集闭环系统的闭环数据，包括闭环系统的输入信号、输出信号以及参考输入信号；步骤二、利用采集的数据构造汉克尔矩阵；步骤三、利用构造得到的汉克尔矩阵求得稳定裕度；步骤二具体包括以下步骤：步骤二一、利用反馈控制器K(z)＝(A,B,C,D)参数构造稳定滤波器其中，A为反馈控制器的系统矩阵，B为反馈控制器的输入矩阵，C为反馈控制器的输出矩阵，D为反馈控制器的直通矩阵；步骤二二、通过下述公式计算得到滤波后的参考输入信号w(z)：其中，ω(z)为参考输入信号；步骤二三、选取维度参数s和N，构造关于系统滤波后的参考输入信号w(z)、输入信号u(z)、输出信号y(z)的汉克尔矩阵：W_s,N＝[w_s,k … w_s,k+N‑1]Y_s,N＝[y_s,k … y_s,k+N‑1]U_s,N＝[u_s,k … u_s,k+N‑1]其中，w_k表示w(z)在k时刻的采样值，y_k表示y(z)在k时刻的采样值，u_k表示u(z)在k时刻的采样值；步骤三中所述利用构造得到的汉克尔矩阵求得稳定裕度的过程包括：其中，b_s为稳定裕度，表示求取矩阵最大奇异值的倒数；步骤二一中所述稳定滤波器具体为：其中，L表示观测器增益矩阵，其选取需要使得A‑LC极点在单位圆之内。