基于多变量统计方法控制系统性能评价方法的研究

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1、AThesisfortheDegreeofMasterinControlTheoryandControl1n●EnglneerlngResearchofPerformanceEvaluationforControlSystemsbasedonMultivariatestatisticalmethodsbyYuanQingyunSupervisor：ProfessorGuanShoupingNortheasternUniversityJune2010独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究

2、成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢二芷恳。学位论文作者签名：锚日期：2。Io年1只6日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。‘作者和导师同意网上交流的时间为作者获得

3、学位后：半年口～年口一年半口学位论文作者签名：素青之签字目期：】。lD年1月6El导师签签字日东北大学硕士学位论文摘要基于多变量统计方法的控制系统性能评价方法的研究摘要当前，控制领域的研究主要集中在模型的辨识、控制器的设计、控制系统的鲁棒性等方面，而很少对运行中的控制系统性能进行评价。事实上，很多控制系统在实际运行时难以达到设计的性能要求。因此，如何从生产过程的日常运行数据中获得一些有关控制系统的性能信息，从而能够早期识别、诊断控制系统的性能问题是现场工艺和控制人员都很关心的问题。近年来，工业界对控制系统性能要求的提高极大

4、地推动了控制系统性能评价与诊断的研究。本文首先详细介绍了当前应用最广泛的最小方差准则的性能评价方法。最小方差准则对控制系统的性能可以提供一个有实践意义的参考点，仅需要过程的常规操作数据和时间延迟特性。通过比较现有控制系统的输出方差与最小方差进行控制系统性能评价，来评价控制系统性能的优良。对多变量过程控制系统，基于最小方差准则的控制系统性能评价方法在实际应用中有两个难点：求取关联矩阵和输出序列与白噪声序列之后数为i的协方差∑妒要求得这两个量需要经过复杂的计算，因此限制了这种方法在实际工业过程中的应用。由于多变量投影技术可以将

5、高维变量简化为几个低维变量，然后利用单变量最小方差性能评价方法对低维变量进行性能评价。所以本文采用基于多变量统计方法来对多变量控制系统进行评价。本文在对多变量统计方法详细分析的基础上，结合最小方差性能评价准则，针对多变量过程控制系统的情况给出了利用多变量统计方法对变量进行降维，从而对降维后的变量采用单变量最小方差的性能评价方法进行评价；针对多变量过程控制系统的特点给出了基于独立主元分析及其改进算法的性能评价方法，同时由于间歇过程的特殊性提出了一种基于ICA．MPCA的间歇过程的性能评价方法。仿真结果表明了上述方法的有效性。

6、关键词：性能评价；最小方差；主元分析；独立元分析；间歇过程一II—东北大学硕士学位论文Abs仃．actResearchofPerformanceEvaluationforContr01SystemsbasedonMultivariatestatisticalmethodsAbstractNowtheresearchesofcontrolengineeringdomainmainlyfocusonmodelidentification，designofcontrollerandrobustnessofcontrolsyste

7、ms，etc．LiRlehasbeendonetotheperformanceassessmentoftherunningcontrolsystems．Infact，manycontrolsystemscan。tachievethedesignindex．So，itisaconcemedproblemforlocaltechniciansandcontrolengineersthathowtoobtaintheperformanceinformationofthecontrolsystemsfromtheoperating

8、dataSOthattheperformanceproblemCanberecognizedanddiagnosedearly．RecentlNthedemandofhighcontrolsystemperformancefromindustrypromotesthedevelopmentofthere