电子膨胀阀动态特性的辨识(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表:2007-06-28 人气:11

本文章共3067字，分2页，当前第2页，快速翻页：

(4) RELS法.该算法初值同RLS，噪声模型取一阶，由图2结果可见，其辨识精度较好(由于RELS、RIV-1、RIV-2、RML、SNA等辨识方法结果十分接近，因而图2仅给出RIV-2的辨识结果).
(5) RIV法.本文选取的与噪声无关的辅助变量：

h^*(k)=[-x(k-1),…,-x(k-n_a),u(k-1),…,u(k-n_b)]

对于x(k),文献［7］中给出了如下几种算法：

　(1)

　(2)
α=0.01～0.1；d=0～10

本文分别用这两种方法进行辨识计算，结果分别记为RIV-1和RIV-2.在尝试过程中发现，计算过程的中间变量P的初始值强烈地影响辨识精度，取值不好甚至会引起发散.对第一种方法取P=106I；对第二种方法取P=400I.
同时，按照推荐值α=0.01～0.1，辨识结果是有偏的.本文推荐取α=0.9～1,取d=1.由图2可见，辨识结果较好.
(6) RML法.在计算中发现，按文献［7］将P初始化为单位阵，辨识结果是有偏的.本文选取P=16I，由图2可见，其辨识结果较好.
(7) SNA法.本文中对于R的初始值取单位阵，收敛因子ρ(k)=0.9/(k 0.3),由图2可见，其辨识结果较好.

3　蒸发器过热度随电子膨胀阀开度变化模型的确定

对于步进电机驱动EDM型电子膨胀阀，蒸发器过热度随施加给电子膨胀阀步进电机脉冲数的动态关系，除LJ辨识方法外，其余均是以增加阶数而不能提高精度来确定模型阶数的.按文献［5］的方法去掉延迟，LJ、LS、RLS将该环节辨识为二阶，其余方法将该环节认定为三阶.

为确定该环节的阶数，将LJ辨识结果推导出脉冲传递函数，即

从中可以看出，该环节的增益较小，因而动态变化过程更依赖系统的初始状态，即初始值，这一点从图3的仿真结果也可以得出.作为比较，下面给出用RIV-1方法辨识的结果导出的脉冲传递函数：

从这里很清楚地看出，三阶好于二阶，因而可以认定该环节是三阶的.

图3　仿真结果的比较

4　结论

通过调节膨胀阀来调节制冷系统中工质的流量，从而对制冷量和功耗进行控制，这是一种简单而有效的方法.本文应用8种系统辨识方法对该环节进行辨识，通过比较，可以认为对这样的一个环节，RELS、RIV-1、RIV-2、RML和SNA均是比较好的辨识方法，并且也适宜在线辨识.LJ辨识方法对数据的处理能力很强，辨识精度也很高，但由于用这种方法须事先确定模型结构，这不仅增加了复杂性，更因为预先确定的模型不准而限制了它的应用.另外，LJ方法计算速度慢，也不适于在线辨识.

对于制冷系统中，蒸发器进出口过热度随电子膨胀阀开度变化的脉冲传递函数，本文通过仿真对比认为该环节应为三阶环节，这为以后的制冷系统仿真奠定了一定的基础.

基金项目：国家自然科学基金资助项目(59576044)

作者简介：仲　华(1971～)，男，博士生.
作者单位：(上海交通大学动力与能源工程学院，上海 200030)

参考文献：
［1］　陈芝久，朱瑞琪，吴静怡.制冷装置自动化［M］.北京：机械工业出版社，1997.
［2］　金以慧.过程控制的发展与展望［J］.控制理论与应用，1997，14(2)：145～151.
［3］　Stark P A,Ralston D L.Comparative assessment of two recent on-line process identification techniques ［A］.American Control Conference［C］.Arlington,VA,June 1982.
［4］　Luus R,Taakola T H I.Optimization by direct search and systematic reduction of the size of search region［J］.AICHE Journal,1973,19(4):760～766.
［5］　孙文，仲华，陈芝久.制冷系统调节过程的离线辨识［A］.98’全国通用机械机电一体化技术研讨会论文集［C］.安徽黄山，1998.
［6］　任锦堂.系统辨识［M］.上海：上海交通大学出版社，1989.
［7］　方崇智.过程辨识［M］.北京：清华大学出版社，1988. (