闭环辨识与PID整定:混合Box-Jenkins结构的应用

1 下载量 145 浏览量 更新于2024-08-26 收藏 454KB PDF 举报
"混合Box-Jenkins结构的系统闭环辨识及其在PID整定中的应用" 本文是一篇研究论文,主要探讨了混合Box-Jenkins模型在闭环系统识别以及PID控制器整定中的应用。Box-Jenkins模型是一种广泛用于时间序列分析的统计模型,它包括自回归(AR)、滑动平均(MA)和移动自回归(ARIMA)等成分。在本文中,研究者提出了一种新的方法,即在混合Box-Jenkins结构下进行闭环系统识别。 首先,文章介绍了使用混合Box-Jenkins模型对闭环系统的识别过程。这种模型结合了连续时间和离散时间的特性,可以更好地模拟实际工程系统中的动态行为。特别是,该方法利用了仪器变量算法来从预滤波的离散时间数据中识别出Box-Jenkins形式的连续时间传递函数模型。在这个过程中,过程模型被视为一个连续时间的传递函数,而噪声则被表示为离散时间的ARMA过程。 接着,文章引入了一种新颖的惩罚最大似然估计方法来估计离散时间ARMA模型的参数。这种方法有助于在存在噪声和不确定性的情况下,提高模型的识别精度。通过这种方式,可以更准确地理解系统的动态特性,这对于后续的控制策略设计至关重要。 然后,文章重点讨论了如何将识别结果应用于基于内模控制(IMC)的PID控制器的整定。PID控制器是工业中最常用的反馈控制策略,其性能往往取决于控制器参数的设定。通过闭环系统识别得到的模型,可以更好地理解系统的动态响应,从而为PID控制器提供更精确的参数整定依据。这有助于改善系统的稳定性和控制性能,减少调节时间,并降低超调。 总结来说,这篇论文贡献了以下几点: 1. 提出了一种混合Box-Jenkins结构的闭环系统识别方法,结合了连续时间与离散时间模型的优点。 2. 引入了仪器变量算法和惩罚最大似然估计,提高了在噪声环境下的模型识别准确性。 3. 展示了识别结果如何应用于PID控制器的参数整定,为实际工程问题提供了理论支持。 关键词:混合Box-Jenkins模型、ARMA模型、仪器变量、闭环识别、PID调优 这篇研究对于理解和优化具有复杂动态特性的闭环控制系统具有重要的理论和实践价值,对于工业界和学术界的控制系统设计人员都具有参考意义。