加热器水位的闭环辨识方法及相关设备技术

本申请实施例公开了一种加热器水位的闭环辨识方法及相关设备，用以解决加热器水位的闭环辨识问题。本申请实施例方法包括：获取加热器水位的初始水位设定值、初始水位输出值及水位稳态值；初始水位输出值数据集为加热器水位从第一稳定状态到第二稳定状态过程中按照采样周期采集到的水位值；根据初始水位设定值、初始水位输出值及水位稳态值获取中间水位设定值及中间水位输出值；对中间水位设置值及中间水位输出值进行计算，以获取目标水位设定值及目标水位输出值；对目标水位设定值及目标水位输出值进行计算，以获取目标水位反馈数据集；根据中间水位输出值及目标水位反馈数据集，确定加热器水位的辨识系数。确定加热器水位的辨识系数。确定加热器水位的辨识系数。

【技术实现步骤摘要】
加热器水位的闭环辨识方法及相关设备


[0001]本申请实施例涉及科学与工程的学科中的建模仿真领域，尤其涉及一种加热器水位的闭环辨识方法及相关设备。

技术介绍

[0002]目前常用的辨识方法主要是开环辨识，开环辨识是在不加控制器的前提下通过将控制量进行扰动，根据系统输出量的动态变化以辨识模型，然而该方法对于加热器水位是不适用的。这是由于加热器水位是不稳定的积分。积分在不加控制器的前提下进行扰动时，系统输出会出现发散不稳定的情况，这对于维持加热器水位的稳定运行是不利的。
[0003]而针对离散系统的闭环辨识方法由于得到的是离散系统，会使得系统特性分析以及控制器优化设计变的困难，此外，基于离散系统的闭环辨识方法对系统的采样周期很敏感，由于采样周期的不合理会造成辨识算法的运算病态，会使得基于闭环辨识得到的离散系统的控制策略，优化改进方法及先进控制方法实施失败。因此，研究针对加热器水位进行基于闭环系统的连续系统辨识很有必要。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种加热器水位的闭环辨识方法及相关设备，用以解决加热器水位的闭环辨识问题。
[0005]本申请实施例提供了一种加热器水位的闭环辨识方法，包括：
[0006]获取加热器水位的初始水位设定值、初始水位输出值及水位稳态值；所述初始水位输出值数据集为所述加热器水位从第一稳定状态到第二稳定状态过程中按照采样周期采集到的水位值，所述初始水位设定值为所述采样周期对应的水位设定值，所述水位稳态值为所述加热器水位在第一稳定状态时的水位值；<br/>[0007]根据所述初始水位设定值、所述初始水位输出值及所述水位稳态值获取中间水位设定值及中间水位输出值；
[0008]对所述中间水位设置值及所述中间水位输出值进行计算，以获取目标水位设定值及目标水位输出值；
[0009]对所述目标水位设定值及所述目标水位输出值进行计算，以获取目标水位反馈数据集；
[0010]根据所述中间水位输出值及所述目标水位反馈数据集，确定所述加热器水位的辨识系数，所述辨识系数用于确定所述加热器水位的传递函数，以控制加热器水位。
[0011]可选地，根据所述初始水位设定值、所述初始水位输出值及所述水位稳态值获取中间水位设定值及中间水位输出值包括：
[0012]将所述初始水位设定值或所述初始水位输出值均减去所述水位稳态值得到所述中间水位设定值或所述中间水位输出值。
[0013]可选地，对所述中间水位设定值进行计算，以获取目标水位设定值包括：
[0014]将所述中间水位设定值代入水位设定计算式进行计算，以获取所述目标水位设定值，所述水位设定计算式为：
[0015][0016][0017][0018]其中，所述i为所述采样周期的序号，所述l为所述闭环系统中的斜坡响应的幅值，所述κ为所述斜坡响应的斜率，所述ΔT为所述采样周期的时长，所述m为不超过τ/ΔT的最大整数，所述ξ为不超过(τ+l/κ)/ΔT的最大整数，所述τ为所述加热器水位的延迟常数，所述r
11
(i)、所述r
21
(i)和所述r
31
(i)为第i个所述目标水位设定值。
[0019]可选地，对所述中间水位输出值进行计算，以获取目标水位输出值包括：
[0020]将所述中间水位输出值代入水位输出计算式进行计算，以获取所述目标水位输出值，所述水位输出计算式为：
[0021][0022][0023][0024]其中，所述i为所述采样周期的序号，所述j小于等于i，所述y(j)为第j个所述中间水位输出值，所述y
11
(j)和所述y
21
(j)为第j个所述目标水位输出值，所述ΔT为所述采样周期的时长，所述y
11
(i)、所述y
21
(i)和所述y
31
(i)为第i个所述目标水位输出值，所述m为不超过τ/ΔT的最大整数，所述τ为所述加热器水位的延迟常数。
[0025]可选地，所述水位输出计算式还包括：
[0026][0027]其中，所述y
10
(i)为第i个所述目标水位输出值。
[0028]可选地，所述闭环系统包括反馈控制器，对所述目标水位设定值及所述目标水位输出值进行计算，以获取目标水位反馈数据集，包括：
[0029]根据所述反馈控制器的传递函数确定反馈控制器的比例增益系数、积分增益系数及微分增益系数，所述反馈控制器的传递函数为其中，所述k
p
、所述k
i
及所述k
d
为反馈控制器C(s)的比例增益系数、积分增益系数及微分增益系数，所述s为微分算子；
[0030]根据所述反馈控制器比例增益系数、所述积分增益系数及所述微分增益系数，确定目标水位反馈数据集计算方式；其中，所述目标水位反馈数据集计算方式为：
[0031]θ1(i)＝k
d
r
11
(i)+k
p
r
21
(i)+k
i
r
31
(i)
‑
k
d
y
11
(i)
‑
k
p
y
21
(i)
‑
k
i
y
31
(i)；
[0032]其中，所述i为所述采样周期的序号，所述θ1(i)为第i个所述目标水位反馈数据集，所述r
11
(i)、所述r
21
(i)和所述r
31
(i)为第i个所述目标水位设定值，所述y
11
(i)、所述y
21
(i)和所述y
31
(i)为第i个所述目标水位输出值；
[0033]将所述目标水位设定值、所述目标水位输出值及所述反馈控制器的所有增益系数代入所述目标水位反馈数据集计算方式
[0034]θ1(i)＝k
d
r
11
(i)+k
p
r
21
(i)+k
i
r
31
(i)
‑
k
d
y
11
(i)
‑
k
p
y
21
(i)
‑
k
i
y
31
(i)进行计算，得到目标水位反馈数据集。
[0035]可选地，所述目标水位反馈数据集计算方式还包括：
[0036]θ2(i)＝
‑
y
10
(i)；其中，所述θ2(i)为第i个所述目标反馈数据集，所述y
10
(i)为第i个所述目标水位输出值；
[0037]所述方法还包括：
[0038]将所述目标水位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加热器水位的闭环辨识方法，其特征在于，应用于闭环系统，所述方法包括：获取加热器水位的初始水位设定值、初始水位输出值及水位稳态值；所述初始水位输出值数据集为所述加热器水位从第一稳定状态到第二稳定状态过程中按照采样周期采集到的水位值，所述初始水位设定值为所述采样周期对应的水位设定值，所述水位稳态值为所述加热器水位在第一稳定状态时的水位值；根据所述初始水位设定值、所述初始水位输出值及所述水位稳态值获取中间水位设定值及中间水位输出值；对所述中间水位设置值及所述中间水位输出值进行计算，以获取目标水位设定值及目标水位输出值；对所述目标水位设定值及所述目标水位输出值进行计算，以获取目标水位反馈数据集；根据所述中间水位输出值及所述目标水位反馈数据集，确定所述加热器水位的辨识系数，所述辨识系数用于确定所述加热器水位的传递函数，以控制加热器水位。2.根据权利要求1所述的加热器水位的闭环辨识方法，其特征在于，根据所述初始水位设定值、所述初始水位输出值及所述水位稳态值获取中间水位设定值及中间水位输出值包括：将所述初始水位设定值或所述初始水位输出值均减去所述水位稳态值得到所述中间水位设定值或所述中间水位输出值。3.根据权利要求1所述的加热器水位的闭环辨识方法，其特征在于，对所述中间水位设定值进行计算，以获取目标水位设定值包括：将所述中间水位设定值代入水位设定计算式进行计算，以获取所述目标水位设定值，所述水位设定计算式为：所述水位设定计算式为：所述水位设定计算式为：
其中，所述i为所述采样周期的序号，所述l为所述闭环系统中的斜坡响应的幅值，所述κ为所述斜坡响应的斜率，所述ΔT为所述采样周期的时长，所述m为不超过τ/ΔT的最大整数，所述ξ为不超过(τ+l/κ)/ΔT的最大整数，所述τ为所述加热器水位的延迟常数，所述r
11
(i)、所述r
21
(i)和所述r
31
(i)为第i个所述目标水位设定值。4.根据权利要求1所述的加热器水位的闭环辨识方法，其特征在于，对所述中间水位输出值进行计算，以获取目标水位输出值包括：将所述中间水位输出值代入水位输出计算式进行计算，以获取所述目标水位输出值，所述水位输出计算式为：所述水位输出计算式为：所述水位输出计算式为：其中，所述i为所述采样周期的序号，所述j小于等于i，所述y(j)为第j个所述中间水位输出值，所述y
11
(j)和所述y
21
(j)为第j个所述目标水位输出值，所述ΔT为所述采样周期的时长，所述y
11
(i)、所述y
21
(i)和所述y
31
(i)为第i个所述目标水位输出值，所述m为不超过τ/ΔT的最大整数，所述τ为所述加热器水位的延迟常数。5.根据权利要求4所述的加热器水位的闭环辨识方法，其特征在于，所述水位输出计算式还包括：其中，所述y
10
(i)为第i个所述目标水位输出值。6.根据权利要求1所述的加热器水位的闭环辨识方法，其特征在于，所述闭环系统包括反馈控制器，对所述目标水位设定值及所述目标水位输出值进行计算，以获取目标水位反馈数据集，包括：根据所述反馈控制器的传递函数确定反馈控制器的比例增益系数、积分增益系数及微分增益系数，所述反馈控制器的传递函数为其中，所述k
p
、所述k
i
及所述k
d
为反馈控制器C(s)的比例增益系数、积分增益系数及微分增益系数，所述s为微分算子；根据所述反馈控制器比例增益系数、所述积分增益系数及所述微分增益系数，确定目标水位反馈数据集计算方式；其中，所述目标水位反馈数据集计算方式为：θ1(i)＝k
d
r
11
(i)+k
p
r
21
(i)+k
i
r
31
(i)
‑
k
d
y
11
(i)
‑
k
p
y
21
(i)
‑
k
i
y
31

【专利技术属性】
技术研发人员：李炳楠，白小虎，朱峰，梁正玉，李冰，吴振龙，
申请(专利权)人：润电能源科学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：