系统辨识与建模实验报告
电加热炉动态特性辨识实验
姓名学号：
张春燕 312102332
同组同学：沈 剑 312102331 序号： 81 指导老师：郭毓
实验时间：2013年5月
系统辨识与建模实验 电加热炉动态特性辨识实验
目 录
一． 实验目的 .................................................................................................. 3 2.2 数据获取 ............................................................................................. 3 2.3 离线辨识 ............................................................................................. 3 3.1 数据预处理 ......................................................................................... 3 3.2 结构辨识 ............................................................................................. 4 3.3.1 RLS辨识参数 ............................................................................. 6 3.3.2 RELS辨识参数 ........................................................................... 7 3.3.3 RIV辨识参数 .............................................................................. 8 3.3.4 RML辨识参数 ............................................................................ 9 3.4 模型验证 ........................................................................................... 10 3.4.1 输入阶跃响应比较 .................................................................. 10 3.4.2 比较残差 .................................................................................. 11 四．实验结果分析 .......................................................................................... 12 五．实验心得 ................................................................................................. 12 附录1： .......................................................................................................... 13 附录2： .......................................................................................................... 13 附录3： .......................................................................................................... 14 附录4： .......................................................................................................... 16
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系统辨识与建模实验 电加热炉动态特性辨识实验
一．实验目的
通过实验了解辨识方法在工程应用中的一些实际问题；了解数据获取和数据处理的各种方法和手段，掌握各种辨识方法的应用特点。
二．实验内容及其步骤
2.1 编写M序列的产生程序
在实验参数设定时选择加热电压60V，采样周期为3S，所以加入的M序列电压最好为加热电压的10-20%，M序列的采样周期为数据采样周期的整数倍，因为实验时间有限，选择了2组数据，即M序列信号为6V、10V，采样周期60s. 2.2 数据获取
高温老化试验温箱，以控制电压作为炉温控制系统的输入控制变量，即，设备的输入量是燃料供给量或电压、电流，而输出量是炉膛内腔的温度。
在热稳定工况的基础上，在电压稳定值上再附加一个辨识信号，即M序列电压信号。加热炉热惯性大，升温过程较长，所以采样周期较长，M序列的周期也较长。这样施加M序列周期信号之后，记录几个周期的炉温试验数据。 2.3 离线辨识
利用处理过的数据，选择某种辨识方法；如RLS、RELS、RIV或RML等参数估计方法计算，以及F检验方法或AIC定阶法。离线估计出参数模型参数，并计算相应的模型静态增益，同时比较利用不同方法所得到的辨识结果。最后，模型验证。
三．数据处理
数据处理主要包括输入输出数据，模型结构确定，然后辨识参数。 3.1 数据预处理
在实验中采集了四组数据，仿真时选择M序列为10的数据组。
其中采样?/Ts?20，为隔20点采样。在离线辨识时发现，如果数据全部运用则采样时间长度过短，则计算量大并容易产生病态方程，所以数据采用隔点取数据的方法。
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