[发明专利]一种数据驱动型的控制性能检测装置及方法

权利要求书

1.一种数据驱动的控制系统性能检测装置，其特征是该装置包括数据预处理器、分频处理器、频率分类器和性能评价器，其中，

所述数据预处理器、分频处理器、频率分类器和性能评价器依次串连；

所述性能评价器由高频响应性能分析器、中频响应性能分析器、低频响应性能分析器及性能加权器组成，其中，高频响应性能分析器、中频响应性能分析器和低频响应性能分析器均分别与频率分类器和性能加权器相连。

2.一种数据驱动的控制性能检测方法，其特征是该方法包括以下步骤：

步骤1：数据预处理器对控制系统的系统输出采样利用小波包进行分解，得到一组窄带响应；

步骤2：分频处理器利用经验模态分解方法将各个窄带响应分解为一组固有模态分量；

步骤3：频率分类器利用聚类分析方法将固有模态分量分为三类：高频响应，中频响应，低频响应；

步骤4：所述高频响应性能分析器利用高频响应通过最小方差性能指标计算系统的随机性性能；所述中频响应性能分析器利用中频响应通过无量纲的确定性性能指标计算系统的确定性性能；所述低频响应性能分析器利用低频响应通过其均值计算系统的稳态误差；

高频响应性能分析器，将聚类分析中的高频分量组成系统的随机性响应输出，利用最小二乘算法来计算系统的最小方差性能指标，用于评价系统的随机性性能；

中频响应性能分析器，首先，选取聚类得到中频分量，再用设定值和中频响应之间的输入输出关系估算出系统的传递函数G_cl(s)，并以其等效迟延作为系统延迟d的估计值；其次，通过对给G_cl(s)做阶跃扰动计算调节时间T；最后，计算无量纲的确定性性能指标

低频响应性能分析器，低频性能主要对应于控制系统的稳态误差，通过聚类得到的低频分量，对其计算低频分量的均值作为稳态误差ε，稳态误差ε反应的是系统的控制精度；

步骤5：通过模糊加权将随机性性能、确定性性能和稳态误差性能进行综合为：

η=ω₁η₁+ω₂η₂+ω₃η₃，

其中，η综合控制性能指标；η₁为归一化随机性性能指标；η₂为归一化确定性性能指标；η₃为归一化稳态误差指标；ω_i为第i个加权系数，i=1,2,3。