闭环子空间辨识及最优测试信号设计

【摘要】测试信号的设计和辨识算法的选择是模型辨识成败的关键因素,最优测试信号设计的目的是使用最小的测试能量激励出最大的系统信息,为辨识出准确的过程模型奠定坚实的基础。在获取过程测试数据后,需要一个行之有效的辨识方法才能真正得到准确的过程模型,子空间辨识方法以其结构简单,计算简便,数值鲁棒性高而广受好评。本文的工作重点集中于闭环回路最优测试信号设计和闭环子空间辨识方法研究。论文的主要研究内容如下：1.针对PID闭环回路进行了最优测试信号设计研究。在设定点上添加测试信号,保证系统安全与质量稳定。在频域范围内构造SDP优化命题进行求解并将测试信号转化为余弦信号叠加表达式。最后使用MonteCarlo仿真测试证明该测试信号在同等能量的前提下能比白噪声测试信号和随机二进制测试信号得到更好的模型。2.结合核偏最小二乘方法提出一种新的闭环子空间辨识方法。该方法由于可以通过选择隐含特征向量个数来降低求解维数,从而保证在外部激励不够充分的情况下也能得到较为准确的模型。最后通过MonteCarlo仿真测试证明在测试信号存在一定相关性时能得到更为准确的模型。3.对结合核偏最小二乘的闭环子空间方法进行性能分析,理论上证明在一定条件下该方法具有渐近无偏一致性。通过仿真发现其辨识效果在外部激励充分的条件下与PEM一致。同时可以使用前面设计的最优测试信号进行测试。4.使用工业现场数据对提出的闭环子空间辨识方法和PEM方法进行比较验证,结果显示在数据拟合上略优于PEM方法,其能够为模型预测控制进行精确控制提供有效的模型,具有较好的有效性与可行性。论文的最后对全文进行总结,并对今后的研究方向进行了展望。
【作者】林文益；
【导师】苏宏业；谢磊；
【作者基本信息】浙江大学，控制科学与工程，2014，硕士
【关键词】最优测试信号设计；闭环子空间辨识；核偏最小二乘；性能分析；

【参考文献】
[1]王晓国,黄韶坤,朱炜.关联挖掘中的时效度研究[J].计算机应用,2005,01:28-30.
[2]张元春.锂离子电池负极材料Si/C复合材料的制备及性能研究[D].吉林大学,无机化学,2013,硕士.
[3]薛文鹏.渭北地区主要造林树种根系生态学特性研究[D].西北农林科技大学,2003.
[4]陈绪勇.真空管道磁悬浮列车空气动力学问题仿真分析[D].西南交通大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[5]程保罗.新型体微机械工艺制造高性能加速度传感器的研究[D].浙江大学,微电子学与固体电子学,2004,硕士.
[6]肖建军.主动减振器的设计与力学分析[D].华中科技大学,机械电子工程,2013,硕士.
[7]刘阳.城市再生水的土壤累积效应及玉米生长发育的影响[D].吉林农业大学,环境工程,2012,硕士.
[8]李献民,梁艳慧.加筋软土路基动力特性的影响因素研究[J].路基工程,2014,04:17-21+27.
[9]曾珠.颈内静脉置管所致血管继发改变及相关因素的研究[D].湖南师范大学,内科学,2013,硕士.
[10]周春立.川芎嗪对实验性急性胰腺炎的治疗作用及其机制研究[D].苏州大学,药理学,2003,硕士.
[11]金磊.对安全减灾战略的五点建议[J].内部文稿.1999(06)
[12]姚瑾如.基于MVC模式的管理信息系统开发技术研究[D].南京航空航天大学,交通信息工程及控制,2013,硕士.
[13]关强.基于Web的管理与过程数据集成及演示系统的实现[D].北方工业大学,2002.
[14]李辉.沈阳市公共部门人力资源战略研究[D].辽宁大学,行政管理,2012,硕士.
[15]王燕.网络心理咨询的社会文化语境与基本特征[D].鲁东大学,应用心理学,2013,硕士.
[16]邵蕾.A公司原材料供应商的选择和评价问题研究[D].复旦大学,项目管理,2012,硕士.
[17]李卓锴.242例胰头十二指肠切除术后并发症相关危险因素分析[D].河北医科大学,外科学（专业学位）,2013,硕士.
[18]吴康迪,黄昌利,胡思康.2004年世界信息技术发展总体态势[J].高科技与产业化,2005,03:21-23.
[19]程佳伟,夏海山,刘春梅.中国“短命住宅”基因分析及改良措施研究[J].住宅产业,2014,04:34-37.
[20]王晓,韩崇昭.用于机动目标跟踪的多模型高斯混合概率假设密度滤波器[J].控制与决策,2012,12:1864-1869.
[21]黄黔川.食品安全监管渎职犯罪研究[D].西南政法大学,刑法学（专业学位）,2012,硕士.
[22]董敏煜.地球物理工作者的良师益友[J].石油地球物理勘探,1995,04:448-449.
[23]苏娇.鉴别牛羊布鲁菌实时荧光定量PCR方法的建立[D].内蒙古农业大学,预防兽医学,2013,硕士.
[24]段瑾怡.基于Fama-French三因素模型对我国盈余公告后漂移现象的研究[D].西北大学,金融学,2014,硕士.
[25]刘永凯.大气闪烁对星上终端角探测精度影响的补偿方法研究[D].哈尔滨工业大学,物理电子学,2014,硕士.
[26]郑水华,牟介刚,范文粲,李嘉.螺旋管内气液两相流动阻力特性实验[J].农业机械学报,2013,11:87-90.
[27]徐天奇,李琰,尹项根,游大海.数字化变电站自动化系统可靠性评估[J].电力系统自动化,2011,19:12-17+67.
[28]汪明武１,　魏东方１,　周欣玮２,　汪鹏程１.基于联系矩阵的围岩稳定性组合评价模型[J].应用数学和力学,2015,03:.
[29]黄思远.湖北省县域旅游发展空间差异研究[D].华中师范大学,人文地理学,2014,硕士.
[30]刘晓雪.农村初中生化学学习自我效能感调查研究[D].河北师范大学,学科教学,2013,硕士.
[31]高珊.城市文化的视觉表达研究[D].西南交通大学,设计艺术学,2014,硕士.
[32]罗桂秀.语言教育规划视角下中国高中英语课程政策研究[D].南京航空航天大学,课程与教学论,2013,硕士.
[33]叶学才.东莞市农村集体经济发展中的政府作用研究[D].广西师范大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[34]黄维.多自主车辆系统安全控制与分布式优化策略研究[D].吉林大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[35]马燕.地区零售饱和度限制下的温州卷烟零售网点竞争性选址应用研究[D].浙江工业大学,2013.
[36]徐芳.当前我国社会乞讨现象的调查与思考[D].湖南师范大学,科学社会主义与国际共产主义运动,2004,硕士.
[37]王虎,于永光,闻国光.低阶大气环流模型的稳定性与分岔分析[J].北京交通大学学报,2014,03:152-157.
[38]孙珏.国有企业核心员工职业成长对工作倦怠的影响研究[D].兰州商学院,企业管理,2014,硕士.
[39]张鸣.连接刚体及人体姿态估计的理论与方法[D].上海交通大学,2011.
[40]林晓.以公共关系学为构建的图书馆管理研究[D].华东师范大学,情报学,2001,硕士.
[41]刘松.FePO_4纳米复合材料的制备与电化学性能研究[D].黑龙江大学,无机化学,2013,硕士.
[42]尉莹莹.基于平衡计分卡理论企业人力资源危机预警研究[D].内蒙古科技大学,企业管理,2013,硕士.
[43]尚坤.基于语料库的公司年报连词的研究[D].大连海事大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[44]武丹丹.我国企业年金制度的优化研究[D].西北大学,财政学,2014,硕士.
[45]王菲.网络环境下金融舆情研究[D].西南大学,传播学,2014,硕士.
[46]邓宇峰,周涛发,袁峰,郭旭吉,张达玉,许超,李鹏.西准噶尔阔尔真阔腊金矿区玄武安山岩锆石U-Pb年龄及其地质意义[J].地质学报,2014,05:883-894.
[47]王飞.牛奶液位的刻度识别[D].内蒙古师范大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[48]裴严萍.农村劳动力流动对流出地的影响研究[D].兰州理工大学,马克思主义基本原理,2014,硕士.
[49]陈松吟.顾客服务价值研究——企业核心竞争力[D].重庆大学,2002.
[50]刘砂砂.上市公司财务风险预警综合指标体系研究[D].山东财经大学,会计（专业学位）,2014,硕士.