王雅斌,　孙京诰

(华东理工大学信息科学与工程学院,化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室,上海 200237)



基于方差分解的一类非线性串级控制系统性能评估

王雅斌,孙京诰

(华东理工大学信息科学与工程学院,化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室,上海 200237)

最小方差下限代表在输出方差方面控制系统所能达到的最优性能。对于一类存在过程非线性的串级控制系统,传统的线性系统评估方法会造成最小方差下限估计值过大。首先证明一类表示为面向块模型的非线性串级控制系统最小方差下限的存在,其仅与若干主、副回路扰动项有关;然后通过系统输入输出数据建立多项式模型近似描述非线性串级控制系统,利用方差分解公式,采用蒙特卡罗方法进行统计模拟实验,估计这些扰动项对输出总方差的贡献量,进而确定最小方差下限估计值;最后通过与线性评估方法的比较,表明了该方法估计此类串级控制系统性能的有效性和正确性。

性能评估; 非线性; 面向块模型; 串级控制; 方差分解

控制系统性能评估用来判断当前控制系统的性能是否良好,及时发现工作状态不良的控制系统,保证生产的正常并预防安全隐患[1]。Harris[2]首先证明了线性单回路控制系统输出最小方差的存在,由于这部分输出量与控制器的作用无关,称之为反馈不变量。此后,众多学者研究了多变量系统、时变扰动系统、先进控制系统以及改进的性能评估策略[3],但大多是针对线性单回路控制系统。……