一种基于状态的控制系统性能评价装置与方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于状态的控制性能评价装置及方法。本发明包括数据转换系统和控制系统性能评估系统两大部分，其中：数据转换系统包含状态观测器和线性无关变换器两部分；控制系统性能评估系统由基准计算器、加权器，性能比较器，性能综合器四部分组成。本发明控制性能评价方法简洁且高效。
【专利说明】一种基于状态的控制系统性能评价装置与方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于控制系统的性能评价【技术领域】，尤其涉及一种基于状态的控制性能检 测装置及方法。
【背景技术】
[0002] 控制系统的性能评价作为控制系统研究的重要分支，对于实现控制系统的优化控 制，预知维修，故障预警具有重要的理论和实践意义。良好的性能评估方法和装置，能够给 现场的控制工程师提供良好的操作指导，减轻现场工程师的巡检强度。同样，应用良好的性 能的评估方法和装置可以很好的提高生产效率，提高产品质量，实现节能降耗。
【发明内容】
[0003] 本发明的技术方案是，一种基于状态的控制系统性能评价装置与方法。
[0004] 其特征是该方法包括以下步骤：
[0005] 步骤一：将控制系统的输出y通过状态观测获得系统的状态
【权利要求】
1. 一种基于状态的控制性能评价装置及方法，其特征是包括数据转换系统和控制系 统性能评估系统两大部分，其中：数据转换系统包含状态观测器和线性无关变换器两部分； 控制系统性能评估系统包括基准计算器、加权器，性能比较器，性能综合器四部分。
2. -种权利要求1所述的基于状态的控制性能评价方法，其特征是该方法包含如下步 骤： 步骤一：将控制系统的输出y通过状态观测获得系统的状态X = [Xl，x2，…xn];其中η 为状态的个数。 步骤二：将系统的状态X通过线性无关变换得到线性无关的虚拟状态 步骤三：将虚拟状态i通过最小二乘方法估计各个状态的最小方差MV = [mVi，mv2，… mvn]，并将其作为性能评价的基准； 步骤四：将系统虚拟状态的方差vai(i) = [var(孓)，var(t).…var(&)]与性能评价基准 对应作比较得到各个虚拟状态的性能评价指标Ρ= [Ρι，Ρ2，···Ρη]; 步骤五：通过线性变换过程得到各个虚拟状态的重要程度，也就是各个虚拟状态的加 权系数W = [ω"ω3]; 步骤六：计算系统的性能η结果如下： η = WTP = ωιΡι+ω2ρ2+…ωηρη。
3. -种利用权力要求1所述装置的各部分连接关系是：数据转换系统与控制系统性能 评价系统以串联方式前后连接；数据转换系统的状态观测器和线性无关变换器以串联方式 连接；控制性能评价系统中的基准估计器以线性无关变换器的输出作为输入，其输出作为 性能比较器的输入；性能比较器以线性无关变换器的输出和基准估计器的输出为输入，其 输出作为性能综合器的输入；加权器以线性无关变换器的输出为输入，其输出作为性能综 合器的输入；性能综合器以加权器和性能比较器的输出作为输入，其输出时系统的性能评 价结果。
4. 一种权利要求1所述性能比较器，其特征是所述性能比较方法如下：
其中：?为虚拟状态； Pi为虚拟状态的性能； mVi为虚拟状态的性能基准； varC^,)为虚拟状态的方差。
【文档编号】G05B23/02GK104298226SQ201410507579
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】孟庆伟, 康伟, 王艳松 申请人:中国石油大学(华东)