[发明专利]PID控制回路的模型辨识方法、装置、系统及存储介质

说明书

本发明公开了一种PID控制回路的模型辨识方法、装置、系统及计算机可读存储介质，通过对获取到的PID控制回路的数据信息进行辨识得到TF模型；基于预设倍数值对该TF模型的模型参数进行扩展得到包括该模型参数在内的多组新的TF模型参数，每组新的TF模型参数对应一个新的TF模型，从这些新的TF模型中选择出匹配度最高的TF模型作为当前最优TF模型，判断当前最优TF模型是否满足预设条件，若是，则将该当前最优TF模型作为最终的最优TF模型；若否，则基于该当前最优TF模型再扩展出多个新的TF模型后继续寻找当前最优TF模型，直至找到最终的最优TF模型；本发明有利于提高PID控制回路自动化的工作效率和稳定性。

技术领域

本发明实施例涉及自动化技术领域，特别是涉及一种PID控制回路的模型辨识方法、装置、系统及计算机可读存储介质。

背景技术

自动化领域中PID(proportion integral differential，比例、积分、微分)控制器技术是控制系统技术中最成熟、应用最广泛的一种技术。PID控制器按比例、积分、微分三个环节进行控制，容易实现、鲁棒性强，无需控制对象的模型信息即可有效控制。随着工业生产需求的增加和自动化领域的快速发展，人们对PID控制回路有了更高的功能需求，PID控制回路自动整定、性能评估等技术应用越来越广泛。模型辨识一直是自动化领域亟待解决的难点，针对PID回路辨识出相对准确的模型信息能够为回路自动整定、性能评估等技术提供参数支持。由于工业现场数据干扰多、噪声大，采集数据激励不充分，使得直接采用最小二乘法辨识得到的模型参数难以达到理论上的效果，辨识出的模型往往准确度差，难以为PID控制器的参数整定、PID控制回路的性能评估提供准确的参数支持，导致工业PID控制回路自动化的工作效率低、稳定性差。

鉴于此，如何提供一种解决上述技术问题的PID控制回路的模型辨识方法、装置、系统及计算机可读存储介质成为目前本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种PID控制回路的模型辨识方法、装置、系统及计算机可读存储介质，在使用过程中最终辨识出的TF模型更加准确，能够为PID控制回路的控制器整定和性能评估提供更加精确的参数支持，有利于提高PID控制回路自动化的工作效率和稳定性。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种PID控制回路的模型辨识方法，包括：

对获取到的PID控制回路的数据信息进行辨识，得到传递函数TF模型；所述数据信息包括PID控制回路的各个历史控制器输出值和各个历史过程测量值；

依据预设倍数值对所述TF模型的模型参数进行扩展，得到包括所述模型参数在内的多组新的TF模型参数，每组所述新的TF模型参数对应一个新的TF模型；

根据每个所述新的TF模型各自对应的匹配度，选择出匹配度最高的TF模型作为当前最优TF模型；所述匹配度为依据所述新的TF模型的模型参数、各个所述历史控制器输出值和各个所述过程测量值得到；

判断所述当前最优TF模型是否满足预设条件，若是，则将所述当前最优TF模型作为最终的最优TF模型，以便基于所述最优TF模型对所述PID控制回路进行参数整定和/或性能评估；否则，将所述当前最优TF模型作为所述TF模型，并返回执行所述依据预设倍数值对TF模型的模型参数进行扩展的步骤。

可选的，所述对获取到的PID控制回路的数据信息进行辨识，得到传递函数TF模型的过程为：

获取PID控制回路的数据信息；

对所述数据信息进行最小二乘辨识，得到有限冲激响应FIR模型；

对所述FIR模型进行拟合得到TF模型。

可选的，所述数据信息还包括采用时间和回路类型；

则，对所述数据信息进行最小二乘辨识，得到FIR有限冲激响应模型的过程为：