在实际的工业现场中,振荡的控制回路是十分常见的。系统的振荡主要是由以下几种原因产生的:(1)由于系统的外部原因(如周期性的外部干扰)所带来的振荡;(2)由于系统自身含有非线性(如阀门粘滞)所产生的自激振荡;(3)由于控制器参数整定不佳或控制系统设计差所导致的;本文主要研究前两种振荡来源情况下的性能评价问题。当前,国内外关于最小方差性能评价的研究,大多是基于白噪声驱动下的平稳输出数据,而在实际的工业现场中,系统输出数据往往不符合平稳性假设。特别是当系统出现回路振荡时,正常运行数据会呈现出非平稳的特征,传统的性能评价方法已不再适用。其中,阀门非线性,尤其是阀门粘滞特性,往往会导致稳定的极限环而产生自激振荡。据统计,大约有20%-30%的控制回路振荡都是由阀门粘滞所产生的。本文的主要研究包括以下两方面的内容:(一)由周期性干扰信号产生闭环振荡的系统性能评价问题。对非平稳输出信号使用经验模态分解(EMD)方法做信号分离,并基于得到的平稳随机信号求解最小方差性能评价基准。另外,还可以使用k步差分的方法对输出信号进行平稳化处理,然后运用改进的滤波与相关性分析(FCOR)算法求解最小方差性能评价基准。(二)由阀门粘滞产生自激振荡的系统性能评价问题。首先,通过EMD分离方法去除输出信号中的非线性分量,利用剩余的线性随机信号估计最小方差基准值。然后,使用线性辨识方法对阀门粘滞特性进行辨识即线性拟合,并在线性模型的基础上,对所估计的最小方差基准进行修正。