1.一种用于流程工业大规模过程控制的降维辨识方法,其包括以下步骤:S1:根据工业过程系统的输入输出关系,构建系统的时间序列模型:A(z)y(t)=B(z)u(t)+v(t)其中:y(t)是系统的输出,u(t)是系统的输入,v(t)是系统的噪声,A(z)、B(z)分别是模型多项式,z是后移算子;
S2:根据系统模型做如下定义:T L
Y(L)=[y(1),y(2),...,y(L)]∈RT T T T L×2nΦ(L)=[φ(1),φ(2),...,φ(L)]∈RT L
V(L)=[v(1),v(2),...,v(L)]∈R;
可得到系统的方程为:
Y(L)=Φ(L)θ+V(L);
其中,y(t)是系统的输出,Y(L)为输出向量矩阵,v(t)是系统的噪声,V(L)为噪声向量矩阵, 为系统的信息向量,Φ(L)为信息向量矩阵,θ为系统参数向量,t为采样时刻;
其特征在于,其还包括以下步骤:S3:初始化;
给系统变量赋初始值:
u(t)=0,y(t)=0,t≤0,设置中间变量m,且赋初始值值m=0, 为系统参数 的初始值赋值;
S4:通过现有的数据通信与采集技术获取系统控制参数,共获取L组u(1),…,u(L),y(1),…,y(L);
S5:根据步骤S4中获取的系统参数,构建所述信息向量 的向量矩阵:T T T T
Φ(L)=[φ(1),φ(2),...,φ(L)]S6:计算所述系统参数的寻优方向其中, 为系统参数;
S7:利用Arnoldi计算矩阵 生成Krylov子空间Vm(k),构建与 垂直的方向:Vm(k)=[vm(1),…,vm(k)]其中:k为正整数,满足1≤k<2n;
S8:基于Φ(L)、Y(L)、 通过Givens变换计算参数的寻优步长S9:基于所述系统参数向量θ的关系式,求出系统向量S10:比较 和
预先设置阈值δ,δ为正常数;
如果 则 即为此次参数辨识的得到的最优解,此次参数辨识结束;
否则,m+1后赋值给m;
S11:重复步骤S6~S11。
2.根据权利要求1所述一种用于流程工业大规模过程控制的降维辨识方法,其特征在于:步骤S6中,计算得到 后,执行步骤S7之前,还需要进行归一化操作:
3.根据权利要求1所述一种用于流程工业大规模过程控制的降维辨识方法,其特征在于:步骤S7中,利用Arnoldi计算矩阵 的公式如下:式中,i=2,...,k,j=1,...,i‑1。
4.根据权利要求3所述一种用于流程工业大规模过程控制的降维辨识方法,其特征在于: 计算公式中,N为转换矩阵:T
N=Φ(L)Φ(L)。
5.根据权利要求4所述一种用于流程工业大规模过程控制的降维辨识方法,其特征在于:步骤S7中,利用Arnoldi计算矩阵 之后,还需要进行归一化操作:
6.根据权利要求1所述一种用于流程工业大规模过程控制的降维辨识方法,其特征在于:步骤S8中,通过Givens变换计算参数的寻优步长 包括如下步骤:a1:通过Givens变换 求解得出矩阵a2:通过Givens变换
1×k
式中,ηm∈R 是一个k阶行向量;Qm为在Givens变换中与Pm相关的正交矩阵。
7.根据权利要求1所述一种用于流程工业大规模过程控制的降维辨识方法,其特征在于:式中Pm的计算方法如下:由公式NVm(k)=Vm(k+1)Pm计算得出Pm。
8.根据权利要求1所述一种用于流程工业大规模过程控制的降维辨识方法,其特征在于:步骤S1中,u(t)、y(t)、v(t)都是服从均值为零、方差为σ的高斯分布。
9.根据权利要求1所述一种用于流程工业大规模过程控制的降维辨识方法,其特征在于:步骤S1中,A(z)、B(z)可以表示如下:‑1 ‑n
A(z)=1+a1z +...+anz‑1 ‑2 ‑n
B(z)=b1z +b2z +...+bnz 。
10.根据权利要求1所述一种用于流程工业大规模过程控制的降维辨识方法,其特征在于:步骤S1中,所述后移算子z表达式如下:‑1
(z y(t)=y(t‑1))。