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专利号: 2019105948978
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于滤波的工业控制系统执行器参数估计方法,其特征在于,所述方法包括:获取工业控制系统执行器中气动伺服电机的非线性二阶动力学模型:根据所述非线性二阶动力学模型获取所述气动伺服电机的线性化模型:获取初始凸多面体S0的顶点坐标,所述初始凸多面体S0包含气动伺服电机的待估计参数的真值;

对k-1时刻的凸多面体Sk-1进行平均三角剖分,得到若干种剖分方式,每种剖分方式对应若干个单纯形;

针对每种剖分方式,获取单纯形大小的方差,将方差最小的剖分方式对应的所有单纯形的顶点坐标存入k时刻的胞体Zk中;

根据所述k时刻的胞体Zk中每个单纯形与k时刻的超平面包裹区域H+(k)的相交情况,更新得到k时刻的凸多面体Sk的顶点坐标,所述超平面包裹区域H+(k)是根据所述气动伺服电机的输入数据和输出数据确定;

对所述k时刻的凸多面体Sk的所有顶点坐标求平均值,得到所述待估计参数的估计值;

其中,X表示伺服电机杆位移,Ps表示气动伺服电机室内的压力,Ae表示隔膜面积,m表示质量棒,kx表示弹簧和膜片常数,kv表示阀门常数,l为常数;

φk表示气动伺服电机的观测向量,ek表示未知但有界的噪声序列,为已知的噪声下界, 为已知的噪声上界;

yk表示气动伺服电机的输出数据,uk表示气动伺服电机的输入数据,所述输入数据和所述输出数据已知;

θ*表示待估计参数向量θ的真值,θ*未知;

k=1,2…,n;

2.根据权利要求1所述的基于滤波的工业控制系统执行器参数估计方法,其特征在于,当凸多面体的顶点坐标为二维坐标时,平均三角剖分得到的单纯形为三角形;

所述针对每种剖分方式,获取单纯形大小的方差,将方差最小的剖分方式对应的所有单纯形的顶点坐标存入k时刻的胞体Zk中,包括:针对每种剖分方式,根据每个单纯形的顶点坐标计算每个单纯形的面积,根据所有单纯形的面积,计算单纯形面积的方差;

将将方差最小的剖分方式对应的所有单纯形的顶点坐标存入k时刻的胞体Zk中。

3.根据权利要求1所述的基于滤波的工业控制系统执行器参数估计方法,其特征在于,当凸多面体的顶点坐标为三维坐标时,平均三角剖分得到的单纯形为四面体;

所述针对每种剖分方式,获取单纯形大小的方差,将方差最小的剖分方式对应的所有单纯形的顶点坐标存入k时刻的胞体Zk中,包括:针对每种剖分方式,根据每个单纯形的顶点坐标计算每个单纯形的体积,根据所有单纯形的体积,计算单纯形体积的方差;

将将方差最小的剖分方式对应的所有单纯形的顶点坐标存入k时刻的胞体Zk中。

4.根据权利要求1或2所述的基于滤波的工业控制系统执行器参数估计方法,其特征在于,当凸多面体的顶点坐标为二维坐标时,平均三角剖分得到的单纯形为三角形;

所述根据所述k时刻的胞体Zk中每个单纯形与k时刻的超平面包裹区域H+(k)的相交情况,更新得到k时刻的凸多面体Sk的顶点坐标,包括:+

根据k时刻的超包裹区域H(k)确定两个平行的超平面H1(k)和H2(k)的限定方程;

根据k时刻的胞体Zk中的每个三角形的顶点坐标,确定三角形的边所在的直线方程;

针对k时刻胞体Zk中的每个三角形,联立所述两个平行的超平面H1(k)和H2(k)的限定方程和三角形的边所在的直线方程,得到超平面包裹区域H+(k)与直线的交点坐标;

+

根据所述交点坐标确定出在超平面包裹区域H (k)外的顶点坐标以及在超平面包裹区域H+(k)内的顶点坐标,将在超平面包裹区域H+(k)内的顶点坐标作为k时刻的凸多面体Sk的顶点坐标;

其中,

5.根据权利要求1或3所述的基于滤波的工业控制系统执行器参数估计方法,其特征在于,当凸多面体的顶点坐标为三维坐标时,平均三角剖分得到的单纯形为四面体;

所述根据所述k时刻的胞体Zk中每个单纯形与k时刻的超平面包裹区域H+(k)的相交情况,更新得到k时刻的凸多面体Sk的顶点坐标,包括:根据k时刻的超包裹区域H+(k)确定两个平行的超平面H1(k)和H2(k)的限定方程;

根据k时刻的胞体Zk中每个四面体的顶点坐标,确定四面体的边所在的直线方程;

针对k时刻的胞体Zk中的每个四面体,联立所述两个平行的超平面H1(k)和H2(k)的限定方程和四面体的边所在的直线方程,得到超平面包裹区域H+(k)与直线的交点坐标;

根据所述交点坐标确定出在超平面包裹区域H+(k)外的顶点坐标以及在超平面包裹区域H+(k)内的顶点坐标,将在超平面包裹区域H+(k)内的顶点坐标作为k时刻的凸多面体Sk的顶点坐标;

其中,