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针对一些难达稳态过程的模型不易辨识的问题，提出了一种对象模型参数和状态方程初值同时辨识的新方法。该方法可不进行装置实验，仅使用装置历史数据就可进行在线辨识，且适用于系统处于非稳定状态的阶跃响应数据。闭环控制系统辨识仿真和实际应用表明，应用该方法辨识出的对象特性进行PID参数设计，效果明显，并且使控制系统具有很好的抗干扰能力和鲁棒性。