[发明专利]一种系统辨识方法和计算机设备

说明书

本发明提供一种筛选PID控制回路中数据的方法，包括：获取PID控制回路的历史运行数据；对历史运行数据进行预处理，获得预处理后的运行数据；根据PID控制回路的开闭环状态，对预处理后的运行数据进行分割，获得多个开环数据段和多个闭环数据段；基于开环数据激励段检测策略，根据每一个开环数据段中输入值的变化和输入值变化后引起的输出变化，从每一个开环数据段中筛选出激励数据段；基于闭环数据激励段检测策略，根据每一个闭环数据段中设定值的变化和设定值变化后引起的输出变化，从每一个闭环数据段中筛选出激励数据段。能够从PID控制回路的历史运行数据中自动筛选出充分激励的数据段。本发明还提供一种系统辨识方法和计算机设备。

技术领域

本发明涉及工业自动化控制技术领域，尤其涉及一种系统辨识方法和计算机设备。

背景技术

在我国，实际工业现场还存在大量的回路采用的是人工控制。其中PID控制(比例积分微分控制)是一种很常见的回路控制，降低回路PID参数的整定难度，提供经济实惠的模型预测控制(MPC)方案，是提高我国过程工业自动化的重要方法，也是当前我国工业自动化公司的重要使命。系统辨识是MPC的关键步骤，同时也是PID参数整定的一种重要方法。

系统辨识要求数据是充分激励的。在以往的系统辨识中，常常需要进行激励实验，导致回路的正常运行受到干扰，降低了工厂的效益。而实际上，工厂储存了大量的回路运行历史数据，虽然历史数据中包含各种异常段、平稳段等，但是仍然存在能反映过程真实动态变化的数据段，而这些数据段可用于系统辨识。如果能够从历史数据中，自动筛选出充分激励的数据段，那么将显著降低模型预测控制、PID参数整定等的成本，提高工厂经济效益。

因此，亟需一种筛选PID控制回路中数据的方法和系统辨识方法，能够从回路历史运行数据中自动筛选出适合于系统辨识的数据段。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术中存在的问题，本发明至少从一定程度上进行解决。为此，本发明的一个目的在于提出了一种筛选PID控制回路中数据的方法，能够从PID控制回路的历史运行数据中自动筛选出充分激励的数据段。

本发明的第二个目的在于提出一种系统辨识方法，使辨识获得的模型精度高，数值计算可靠。

本发明的第三个目的在于提出一种计算机设备。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明一方面提供一种筛选PID控制回路中数据的方法，包括：

获取PID控制回路的历史运行数据；运行数据包括每一时刻PID控制回路的输入，输出，设定值，开闭环状态。

对历史运行数据进行预处理，获得预处理后的运行数据。

根据PID控制回路的开闭环状态，对预处理后的运行数据进行分割，获得多个开环数据段和多个闭环数据段。

基于开环数据激励段检测策略，根据每一个开环数据段中输入值的变化和输入值变化后引起的输出变化，从每一个开环数据段中筛选出激励数据段；基于闭环数据激励段检测策略，根据每一个闭环数据段中设定值的变化和设定值变化后引起的输出变化，从每一个闭环数据段中筛选出激励数据段。

可选地，基于开环数据激励段检测策略，根据每一个开环数据段中输入值的变化和输入值变化后引起的输出变化，从每一个开环数据段中筛选出激励段数据，包括：根据每一个开环数据段中输入值的变化梯度Δu(t)，筛选出满足|Δu(t)|＞c_uR_u的目标输入值变化梯度；根据稳态段判断标准检测每一个开环数据段中发生目标输入值变化梯度后引起的输出变化，若所述输出变化中存在稳态段，则将所述输出变化到达稳态段之前对应的运行数据作为激励段数据，若所述输出变化中不存在稳态段，则将所述输出变化对应的运行数据作为激励段数据。