锅炉汽包水位模型辨识的方法

摘要

一种计算机应用技术领域的锅炉汽包水位模型辨识的方法。本发明在现有的化工锅炉汽包水位控制系统中添加带滞环的偏置继电辨识模块，通过对系统在继电特性作用下的周期振荡极限环进行分析，获得汽包水位模型中四个参数的辨识公式。本发明针对化工过程中常见的汽包水位问题，提出一种新型的在线精确继电辨识方法，能在不需要任何时滞和静态增益等先验信息的情况下，根据时域分析得到的准确解析表达式精确计算出四个待辨识参数，从而得到逆响应的时滞模型与实际系统相匹配。

主权项

1、一种锅炉汽包水位模型辨识的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：偏置继电器输出值μ₊，μ_-和滞环ε已知参数送到存储单元RAM中；步骤二：通过继电辨识测试，上位机记录辨识过程的输入输出函数u和y，读取多个稳定振荡极限环周期参数的平均值，即周期P_u1，P_u2，幅值A_p，A_d，时间间隔和，将各参数送到存储单元RAM中；步骤三：调用事先编制好的算法程序解析辨识出系统模型的四个参数，具体算法步骤如下：A)读取内存中的μ₊，μ_-，ε，P_u1，P_u2，和代入方程(1)式，计算待辨识的时间常数τ₂： $-{\tau }_2\ln \left(\frac{{\mu }_{+}(1-e^{-P_{u1}/{\tau }_2})}{-{\mu }_{-}(1-e^{-P_{u2}/{\tau }_2})}\right)={\tilde{t}}_{\min }-{\tilde{t}}_{\max }$B)将τ₂代入方程组(2)、(3)和(4)，读取内存中的A_p和A_d，计算待辨识的时间常数τ₁： $\theta ={\tilde{t}}_{\min }+{\tau }_2\ln \left(\frac{{\mu }_{+}(1-e^{-(P_{u1}+P_{u2})/{\tau }_2})}{2\mu ({\tau }_1/{\tau }_2+1)(1-e^{-P_{u2}/{\tau }_2})}\right)---\left(2\right)$ $K_p=\frac{A_p-A_d}{({\mu }_{+}{P}_{u1}+2\mu {\tau }_1)-{\tau }_2[{\mu }_{-}\ln \left(\frac{-{\mu }_{-}(1-e^{-(P_{u1}+P_{u2})/{\tau }_2})}{2\mu ({\tau }_1/{\tau }_2+1)(1-e^{-P_{u1}/{\tau }_2})}\right)-{\mu }_{+}\ln \left(\frac{{\mu }_{+}(1-e^{-(P_{u1}+P_{u2})/{\tau }_2})}{2\mu ({\tau }_1/{\tau }_2+1)(1-e^{-P_{u2}/{\tau }_2})}\right)]}---\left(3\right)$ ${-K}_p({\mu }_{-}{P}_{u2}+2\mathrm{\mu \theta })-2K_p\mu ({\tau }_1+{\tau }_2)[1-\frac{e^{\theta /{\tau }_2}}{1-e^{-(P_{u1}+P_{u2})/{\tau }_2}}(e^{-P_{u1}/{\tau }_2}+e^{{-P}_{u2}/{\tau }_2}-2e^{-(P_{u1}+P_{u2})/{\tau }_2})]=2ϵ---\left(4\right)$C)将τ₁和τ₂代入方程(2)计算出待辨识参数θ；D)将τ₁和τ₂代入方程(3)计算出待辨识参数K_p；在以上各式中，K_p——对象静态增益，τ₁——对象时间常数一，τ₂——对象时间常数二，θ——对象时滞，μ₊——继电器输出高电平，μ_-——继电器输出低电平，ε——偏置继电器的滞环，P_u1——继电器输出高电平的维持时间，P_u2——继电器输出低电平的维持时间，A_p——对象输出振荡曲线的正峰值，A_d——对象输出振荡曲线的负峰值，——从继电器跳变到对象达到正峰值的时间间隔，——从继电器跳变到对象达到负峰值的时间间隔。