技術特征：

1.一種基于大數據的串級系統(tǒng)閉環(huán)辨識及內?？刂品椒?，其特征在于，具體包括如下步驟：

1)數據采集：設系統(tǒng)為內外環(huán)串級控制，主控在外環(huán)稱為主環(huán)，副控在內環(huán)稱為副環(huán)；G₁、G₂為主控制對象和副控制對象表達式，G_C1和G_C2為主、副控制器表達式，控制對象和對應的控制器都是串聯的關系，R₁和R₂為主環(huán)和副環(huán)的輸入值，E₁和E₂為主環(huán)和副環(huán)的偏差值，即輸入與反饋量的差值，C₁、C₂為主環(huán)和副環(huán)的輸出值，G_D1和G_D2是外部擾動表達式，D₁、D₂為外部擾動源，D₂和D₁分別加載在副環(huán)和主環(huán)輸出端；系統(tǒng)投入運行并穩(wěn)定后，采集主對象、副對象、副控制器的輸出以及對應時刻，作為四組數據序列c₁、c₂、m₂、t，四組數據序列中的數據個數須一致，設為N；

2)信號變換并選擇模型：對步驟1)采集的數據進行拉氏變換，并進行積分項累加，獲得外環(huán)、內環(huán)頻率響應特性G₁，G₂；根據工業(yè)過程對象具有高階，大滯后特點，選擇二階加純滯后模型作為控制對象模型，二階加純滯后模型為

$G\left(s\right)=\frac{1}{{\mathrm{as}}^2+bs+c}{e}^{-Ls},$

其中a,b,c為參數，L無因次純滯后；

3)利用二階加時滯模型來建模串級系統(tǒng)，運用迭代方式得到穿越頻率ω_c，(0，ω_c)即為模型的重要頻率段，再選取p個不同頻率點的相角和幅值數列來匹配此模型，根據線性最小二乘法得到模型參數a,b,c和無因次純滯后L，最后獲得主、副環(huán)傳遞函數模型G₁(s)和G₂(s)；

4)對確定后主、副環(huán)傳遞函數模型進行內?？刂品椒ǚ纸猓诜纸夂罂赡娴淖钚∠辔荒嫔显黾訛V波器，再根據等效變換原則，反饋控制與內模控制共同作用下得到主、副控制器的實現形式；

5)步驟4)主、副控制器的基礎上，通過將其近似成PID形式來實現內模PID控制器，得到最終主、副控制器F₁(s)和F₂(s)：

$F_2\left(s\right)=\frac{a_2{s}^3+b_2{s}^2+c_{2}s}{{({\mathrm{\λ}}_{2}s+1)}^{r_2}-e^{-L_{2}s}}$

$F_1\left(s\right)=\frac{{({\mathrm{\λ}}_{2}s+1)}^{r_2}(a_1{s}^3+b_1{s}^2+c_{1}s)}{e^{-L_{2}s}\[{({\mathrm{\λ}}_{1}s+1)}^{r_1}-e^{-L_{1}s}\]},$

其中λ₁、λ₂分別為主、副控制器中濾波器時間常數，a₁、b₁、c₁、a₂、b₂、c₂為用步驟3)可確定的主、副控制器中參數；

每個控制器都有一個可調參數l,它決定了系統(tǒng)的閉環(huán)響應速度，外環(huán)控制器用于設定點響應和抗一次擾動，內環(huán)控制器用于抗二次擾動，λ₁、λ₂分別選擇，λ₁、λ₂應小于十倍的相應開環(huán)時間常數。

2.根據權利要求1所述基于大數據的串級系統(tǒng)閉環(huán)辨識及內?？刂品椒?，其特征在于，所述步驟4)具體實現方法如下：

模型進行內?？刂品椒ǚ纸鉃椋?/p>

G(s)＝G_-(s)G₊(s)，

其中，G(s)為模型中包含純滯后和不穩(wěn)定零點的部分，即不可逆部分；G(s)為模型中的最小相位部分，即可逆部分，

定義內模控制器為：

Q(s)＝f(s)/G_-(s)

其中，f(s)為低通濾波器，f(s)＝1/(λs+1)^r

r選擇足夠大來保證Q(s)的可實現性，λ為濾波器時間常數，是內?？刂浦械目烧{參數；根據等效變換原則，反饋控制與內模控制有如下的關系：

$C\left(s\right)=\frac{Q\left(s\right)}{1-Q\left(s\right)G\left(s\right)}$

根據上面的公式，則推出副控制器實現形式：

$G_{C2}\left(s\right)=\frac{Q_2}{(1-G_2{Q}_2)}=\frac{{G_{2-}}^{-1}\left(s\right)}{{({\mathrm{\λ}}_{2}s+1)}^{r_2}-G_{2+}\left(s\right)}$

主控制器的形式：

$G_{C1}\left(s\right)=\frac{Q_1}{1-G_1{Q}_1}=\frac{{({\mathrm{\λ}}_{2}s+1)}^{r_2}}{G_1{G}_{2+}\[{({\mathrm{\λ}}_{1}s+1)}^{r_1}-G_{1+}\]}.$