基于相关系数辨识法的PID自动整定算法
范翠香;周庆贵
【摘 要】本文介绍了相关系数辨识法的原理及建模过程，根据二次型目标函数，最优整定ＰＩＤ参数。
【期刊名称】《计算机技术与发展》 【年(卷),期】2000(000)001 【总页数】1页(P70)
【关键词】相关系数辨识法;模型辨识;PID整定;系统辨识 【作 者】范翠香;周庆贵
【作者单位】连云港化工高等专科学校计算中心;连云港化工高等专科学校计算中心
【正文语种】中 文 【中图分类】工业技术
【文献来源】https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_computer-technology-development_thesis/0201242987289.html
70微 机 发 展 2000年第 1 期基 于 相 关 系数 辨 识 法 的 PID 自动 整定 算法， The CalculatingMethods of the
PIDAutomaticAdjustingBasedonRelatedCoefficient IdentifiedMethods范翠香周庆贵（ 连 云 港化工 高等专科学校计算中心 ， 江 苏省连云港市，222001 ）
FANCz,iXiang ＆ ZHOUQingGui(LianyungangCollege of
ChemicalTechnoloy,I_ianyungangJS,222001)【 摘 要】 本文介绍 r 棚关系数辨识法的原理 及建摸过程 ，根据 ： 次捌 口标函数 ，最 忧整定 PID 参数。【关键词】 相关系数辨识法 ；模型辨识； PID 整定；
ABSTRACT]11liSpaperintroducesitspnnciple ofrelatedcoeffi-cient
identifiedmethodsand the process ofbuildingmodels.'IhePIDparameters be optimumtdjustedbased onthe objectivefunctionofthequadratictype fimction. KEYWORDS) RelattxlCoefficientIdentifiedMethods;Mode!l — dentified;PIDParamneterAdjustai 1 概 述 本算法 主 要 由两 部分组 成 ： 相 关 系数 辨 识 法 和 PID 最优整定。 相关系数辨识部分包括数据采集 、 数 据处理 、 模型辨识和模型检验 4 部分 ； PID 参数最 优 整定是一个基于二次型 目标函数的最优控制器参数设 计的过程。 基于相关系数辨识法的 PID 整定方法 ， 原 理简单， 操作方便 ， 鲁棒性强 ， 不熟悉算法的人也能 使用得较好。 特别 是不需要 系统开环运行 ， 一 般 不 需 要 施 加 扰 动 信 号 ， 比 较 适 合 工 业 过 程 控 制 的 需要 。2 相关系数辨识法的基本原理系统辨识的基本方法是最小二乘法。 而最小二乘 法存在着难以确立对象时延 、阶次 的困难。 因此选择 了相关系数辨识法。 2.1 相关系数 假定 Y 、Y 。 为随机变数，m 、rrlym 分别为 Y 、Ym 的数学期望 ，则 Y 与 Ym 的相关系数为： ?= -一 E(1,-rrh)(Y,n-myl) p= 、 ／ E(Y-m,)2.E(Ym-,Tlyn)2相关系数 口 表示随机变数 Y 与 Y ． 。 的线性相关程度，它具有如下性质 ：(a)ipi ≤ 】 【 收稿日期]1999 - ！ O- (b)Y ， Y 。 相互独立 ，则 p=o (c)18f-1 的充分必要条件是 Y 与 Yl 。 的概率线性相关。 对 Y ， Ym 作 N 次测量 ，测得数据为 Y(i)，Yl 。 (i) ， i=l ，2---N 。 定义子样相关系数 r 为∑(y(i)- 多 ） (Ym(i)-Ym） r=了≠生———iF ———一√ 萋 (y(i) 一 多 ） 2‘ 蕃 (‰(i)-Ym） 2 i:l y= 专 善 舭 歹 。 = 击 砉 ‰(i) 子样相关系数的性质与相关系数类似。
有理由认为，如果与实际过程具有最大相关系数的模型是对实际过程的 “尽可能好的 ”拟合。 2.2 相关系数辨识法 采集系统闭环运行时的输入／ 输出数据，并用实际的输人数据激励模型； 然后计算实际输出与模型输 出 的相关系数，不断调整模型参数，搜索对应于相关系数 最大值的数学模型 ； 再在此模型基础上根据二次型性 能指标设计最优 PID 控制器。相关系数辨识法的原理如图 l 所示 ，其中：u(t) 是 实际系统的控制输入； y(t) 是实际系统的输出； Ym(t) 是 同样的控制输入信号经过数学模型的输出， 由计算机 仿真获得 ，称模型输出。图 I 相关系教辨识法Ⅸ i理一个模型对应一个相关系数，不 同的模型 对应着 不同的相关系数。 选择对应于相关系数最大值的那个 模型作为实际过程的数学模型。微机发展2000 CalculatingMethods of the
PIDAutomaticAdjustingBasedonRelatedCoefficient IdentifiedMethods FAN Cz,iXiang ＆ ZHOU QingGui(LianyungangCollege of
ChemicalTechnoloy,I_ianyungangJS,222001)摘要】 本文介绍 r 棚关系数辨识法的原理 及建摸过程 ，根据：次捌 口标函数 ，最 忧整定 PID 参数。ABSTRACT]11liSpaperintroducesitspnnciple ofrelatedcoeffi- cient
identifiedmethodsand the process ofbuildingmodels.'IhePID parameters be optimumtdjustedbased onthe objectivefunctionofthe quadratictype fimction. RelattxlCoefficientIdentifiedMethods;Mode!l —
dentified;PIDParamneterAdjustai 1概述本算法 主 要 由两 部分组 成 ： 相 关 系数 辨 识 法 和 PID 最优整定。 相关系数辨识部分包括数据采集 、 数据处理 、 模型辨识和模型检验 4 部分 ； PID 参数最 优整定是一个基于二次型 目标函数的最优控制器参数设计的过程。 基于相关系数辨识法的 PID 整定方法 ， 原理简单， 操作方便 ， 鲁棒性强 ， 不熟悉算法的人也能使用得较好。 特别 是不需要 系统开环运行 ， 一 般 不需 要 施 加 扰 动 信 号 ， 比 较 适 合 工 业 过 程 控 制 的需
基于相关系数辨识法的PID自动整定算法
