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An Instrumental Variable Method for Continuous-Time Transfer Function Model Identification With Application to Controller Auto-Tuning / Cunningham, Patrick J. in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 129 N° 2 (Mars 2007) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 129 N° 2 (Mars 2007) . - 154-162 p. Titre : An Instrumental Variable Method for Continuous-Time Transfer Function Model Identification With Application to Controller Auto-Tuning Titre original : Une méthode variable instrumentale pour l'identification continue de modèle de fonction de transfert de Temps avec l'application à l'accord automatique de contrôleur Type de document : texte imprimé Auteurs : Cunningham, Patrick J., Auteur ; Franchek, Matthew A., Auteur Article en page(s) : 154-162 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Auto-tuning  Consistency  analysis  Continuous-time  systems  Derivative  estimation  Identification  Instrumental  variables  PRBS  System  identification  Accord  automatique  Analyse  d'uniformité  Système  en  temps  continu  Evaluation  dérivée  Variables  instrumentales  Identification  de  système Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : An instrumental variable algorithm is presented that estimates the coefficients of a continuous transfer function model directly from sampled data. The algorithm is based on instrumental variables extracted from an auxiliary model and input and output signal derivatives estimated by filtered difference equations. As a result, this method does not require any prior knowledge of the output noise. To ensure the validity of the filtered derivative estimates, a criterion based on the Nyquist frequency and the system bandwidth is established. Then the concept of asymptotic consistency is applied to the proposed instrumental variable algorithm to identify the conditions for convergence of the model parameter estimates. Specifically, the asymptotic consistency conditions impose a continuous and persistent exciting constraint on the input signal. This is analogous to the persistent excitation condition for identification of discrete models. The proposed instrumental variable algorithm is demonstrated within an auto-tuning algorithm for feedback controllers based on plant inversion. In this application, the algorithm is only suitable for lower-order transfer functions that are minimum-phase and stable. These types of systems are common in industrial applications for manufacturing and process control. Here, the algorithm is experimentally validated for automatic tuning of the idle speed controller on a 4.6L Ford V-8 spark ignition engine. On présente un algorithme variable instrumental qui estime les coefficients d'un modèle continu de fonction de transfert directement des données prélevées. L'algorithme est basé sur des variables instrumentales extraites à partir des dérivés du signal de sortie d'un modèle auxiliaire et d'entrée et estimés par des équations de différence filtrées. En conséquence, cette méthode n'exige aucune connaissance antérieure du bruit de rendement. Pour assurer la validité des évaluations filtrées de dérivé, un critère basé sur la fréquence de Nyquist et la largeur de bande de système est établi. Alors le concept de l'uniformité asymptotique est appliqué à l'algorithme variable instrumental proposé pour identifier les conditions pour la convergence des évaluations modèles de paramètre. Spécifiquement, les conditions asymptotiques d'uniformité imposent une contrainte passionnante continue et persistante au signal d'entrée. C'est analogue à l'état persistant d'excitation pour l'identification des modèles discrets. L'algorithme variable instrumental proposé est démontré dans un algorithme de automobile-accord pour des contrôleurs de rétroaction basés sur l'inversion d'usine. Dans cette application, l'algorithme est seulement approprié aux fonctions de transfert de bas-ordre qui sont minimum-phase et écurie. Ces types de systèmes sont communs dans des demandes industrielles de contrôle du processus de fabrication et de cycle. Ici, l'algorithme est expérimentalement validé pour l'accord automatique du contrôleur de vitesse à vide sur un moteur d'allumage par étincelle de 4.6L Ford V-8. DEWEY : 629.8 ISSN : 0022-0434 RAMEAU : Rétroaction (électronique)-- Vitesse En ligne : pjcunnin@purdue.edu, mfranchek@uh.edu [article] An Instrumental Variable Method for Continuous-Time Transfer Function Model Identification With Application to Controller Auto-Tuning = Une méthode variable instrumentale pour l'identification continue de modèle de fonction de transfert de Temps avec l'application à l'accord automatique de contrôleur [texte imprimé] / Cunningham, Patrick J., Auteur ; Franchek, Matthew A., Auteur . - 154-162 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 129 N° 2 (Mars 2007) . - 154-162 p. Mots-clés : Auto-tuning  Consistency  analysis  Continuous-time  systems  Derivative  estimation  Identification  Instrumental  variables  PRBS  System  identification  Accord  automatique  Analyse  d'uniformité  Système  en  temps  continu  Evaluation  dérivée  Variables  instrumentales  Identification  de  système Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : An instrumental variable algorithm is presented that estimates the coefficients of a continuous transfer function model directly from sampled data. The algorithm is based on instrumental variables extracted from an auxiliary model and input and output signal derivatives estimated by filtered difference equations. As a result, this method does not require any prior knowledge of the output noise. To ensure the validity of the filtered derivative estimates, a criterion based on the Nyquist frequency and the system bandwidth is established. Then the concept of asymptotic consistency is applied to the proposed instrumental variable algorithm to identify the conditions for convergence of the model parameter estimates. Specifically, the asymptotic consistency conditions impose a continuous and persistent exciting constraint on the input signal. This is analogous to the persistent excitation condition for identification of discrete models. The proposed instrumental variable algorithm is demonstrated within an auto-tuning algorithm for feedback controllers based on plant inversion. In this application, the algorithm is only suitable for lower-order transfer functions that are minimum-phase and stable. These types of systems are common in industrial applications for manufacturing and process control. Here, the algorithm is experimentally validated for automatic tuning of the idle speed controller on a 4.6L Ford V-8 spark ignition engine. On présente un algorithme variable instrumental qui estime les coefficients d'un modèle continu de fonction de transfert directement des données prélevées. L'algorithme est basé sur des variables instrumentales extraites à partir des dérivés du signal de sortie d'un modèle auxiliaire et d'entrée et estimés par des équations de différence filtrées. En conséquence, cette méthode n'exige aucune connaissance antérieure du bruit de rendement. Pour assurer la validité des évaluations filtrées de dérivé, un critère basé sur la fréquence de Nyquist et la largeur de bande de système est établi. Alors le concept de l'uniformité asymptotique est appliqué à l'algorithme variable instrumental proposé pour identifier les conditions pour la convergence des évaluations modèles de paramètre. Spécifiquement, les conditions asymptotiques d'uniformité imposent une contrainte passionnante continue et persistante au signal d'entrée. C'est analogue à l'état persistant d'excitation pour l'identification des modèles discrets. L'algorithme variable instrumental proposé est démontré dans un algorithme de automobile-accord pour des contrôleurs de rétroaction basés sur l'inversion d'usine. Dans cette application, l'algorithme est seulement approprié aux fonctions de transfert de bas-ordre qui sont minimum-phase et écurie. Ces types de systèmes sont communs dans des demandes industrielles de contrôle du processus de fabrication et de cycle. Ici, l'algorithme est expérimentalement validé pour l'accord automatique du contrôleur de vitesse à vide sur un moteur d'allumage par étincelle de 4.6L Ford V-8. DEWEY : 629.8 ISSN : 0022-0434 RAMEAU : Rétroaction (électronique)-- Vitesse En ligne : pjcunnin@purdue.edu, mfranchek@uh.edu