一种离散动态系统时延特性的测定方法技术方案

本发明专利技术公开了一种离散动态系统时延特性的测定方法，涉及工业控制领域。该方法包括以下步骤：向离散动态系统输入阶跃信号，获得离散动态系统的阶跃响应输出值，阶跃响应输出值为采样时间序列；根据阶跃响应的采样时间序列，构造标识向量；将标识向量依据给出的计算方法划分为延迟响应向量和上升响应向量；根据延迟响应向量计算延迟时间。本发明专利技术能够克服测量噪声的干扰，准确确定延迟时间，计算结果重复性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业控制领域，具体是涉及一种离散动态系统时延特性的测定方法。
技术介绍
工业过程中的物理系统带有不可避免的时延特性，即外界对物理系统的输入需要经过延迟时间τ之后才能真正地作用于物理系统。如图1中离散动态系统阶跃输入的响应序列所示，延迟时间τ与时间常数t的区别在于：延迟时间τ指从外界输入施加到真正作用于物理系统的时间，时间常数t则是指从外界输入作用于物理系统到输出有显著变化的时间。具有时延特性的工业过程包括：如履带传输、管路输送、物料成分测定和锅炉换热等，以及具有非实时任务调度性质的机电一体化系统。在大多数工业过程中，延迟时间τ远小于时间常数t，因此延迟时间τ通常被忽略不计。但是当延迟时间τ超过时间常数t的30％时，忽略不计延迟时间τ将对控制系统的性能产生显著影响，甚至导致控制系统不稳定。因此，对具有时延特性的工业过程通常采用基于特定算法的控制系统设计方法，这些方法均需要准确、定量地确定延迟时间τ。另外，对于离散动态系统，其系统采样时间主要根据延迟时间τ和时间常数t确定。目前对于离散动态系统延迟时间τ的通常根据最大上升斜率切线确定。如附图1所示，沿响应序列最大上升斜率的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离散动态系统时延特性的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.向所述离散动态系统输入阶跃信号，获得所述离散动态系统的阶跃响应输出值，所述阶跃响应输出值为采样时间序列yi，i＝1,2,…,N，其中，i为采样点的序号，yi为第i个采样点的值，N为采样点总数，且T为总采样时间，TS为采样周期；S2.根据所述阶跃响应采样时间序列yi，构造标识向量；S3.将所述标识向量依据给出的计算方法划分为延迟响应向量和上升响应向量，所述延迟响应向量包含所述标识向量中的前N1个元素，所述上升响应向量包含所述标识向量中的后N‑N1‑1个元素，其中，1≤N1≤N‑1；S4.根据所述延迟响应向量计算延迟时间。

【技术特征摘要】
1.一种离散动态系统时延特性的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.向所述离散动态系统输入阶跃信号，获得所述离散动态系统的阶跃响应输出值，所述阶跃响应输出值为采样时间序列yi，i＝1,2,…,N，其中，i为采样点的序号，yi为第i个采样点的值，N为采样点总数，且T为总采样时间，TS为采样周期；S2.根据所述阶跃响应采样时间序列yi，构造标识向量；S3.将所述标识向量依据给出的计算方法划分为延迟响应向量和上升响应向量，所述延迟响应向量包含所述标识向量中的前N1个元素，所述上升响应向量包含所述标识向量中的后N-N1-1个元素，其中，1≤N1≤N-1；S4.根据所述延迟响应向量计算延迟时间。2.如权利要求1所述的一种离散动态系统时延特性的测定方法，其特征在于，步骤S2具体包括：S2.1根据所述阶跃响应采样时间序列yi，构造数据矩阵Z： Z = y 1 y 2 ... y N - 1 y 2 y 3 ... y N 2 × ( N - 1 ) , ]]>其中，数据矩阵下标2×(N-1)表示该矩阵为2行N-1列的矩阵；对所述数据矩阵Z进行奇异值分解：Z＝Q2×2G2×2V2×(N-1)，其中，Q为正交矩阵，G为对角矩阵，V为行正交矩阵；S2.2根据矩阵V，构造关系矩阵M： M = V ( N - 1 ) × 2 T × V 2 × ( N - 1 ) , ]]>其中，M为N-1行N-1列的矩阵，VT为V的转置矩阵；对所述关系矩阵M进行奇异值分解： M = W ( N - 1 ) × 2 Σ 2 × 2 W 2 × ( N - 1 ) T , ]]>其中，Σ为对角矩阵，WT为W的转置矩阵，W为列正交矩阵， W = W 11 W 12 W 21 W 22 . . . . . . W ( N - 1 ) 1 W ( N - 1 ) 2 ( N - 1 ) × 2 ; ]]>S2.3截取W矩阵的后K行构造子矩阵X： X = W ( N - K + 1 ) 1 W ( N - K + 1 ) 2 W ( N - K + 2 ) ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李良，王铎，万华庆，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42