Идентификация и диагностика систем

Курсовой проект - Компьютеры, программирование

Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование

рим условие ортогональности найденных полиномов:

 

; ;

;;

;;

;;

;;

; ;

; ;

;

 

Как видно, условия ортогональности выполняются, поэтому найдем коэффициенты идентифицируемого объекта:

 

;;;;

;

 

Искомая функция:

 

+

 

На рисунке 2.1, разместим измеряемые значения с выхода объекта y(x) и график расчетных значений yr(x).

 

 

3.Настраиваемая модель

 

Нам дана передаточная функция объекта (3.1), и мы должны ее идентифицировать с помощью настраиваемой модели.

 

(3.1)

 

Пусть, нам известны порядки полинома числителя и знаменателя объекта, т.е. известна его структура и необходимо идентифицировать лишь параметры объекта, тогда уравнение (3.1), представим, как (3.2):

 

(3.2)

 

Поделим числитель и знаменатель передаточной функции (3.2) на полином степени, у которого корни положительны и известны: , где , (указано в задании), тогда уравнение (3.2), можно записать в виде:

 

(3.3)

 

Модель настраиваемой модели, рисунок 3.1

 

Рисунок 3.1

 

Графики переходных процессов, параметров , в настраиваемой модели Рисунок 3.2

 

 

Рисунок 3.2

 

Искомые коэффициенты из параметров настраиваемой модели можно определить:

 

; ;

; ;

 

Найденные коэффициенты, совпадают с коэффициентами исследуемой модели, т.е. передаточная функция исследуемого объекта определена, как:

 

 

 

4.Идентификация прямым методом наименьших квадратов для авторегрессионной модели

 

Сигнал помехи f(t), подается на вход объекта, при этом точно измеряется, так же, как и выходной сигнал y(t), часть исходных данных приведена в таблице 4.1.

 

f0-0.9549-0.95490.031.32591.33030.06-0.5364-0.49420.09-0.1186-0.02210.12-0.3871-0.23330.15-0.22220.00390.18-0.4908-0.19860.21-0.32770.0110.24-0.6736-0.30090.270.57060.9835.........17.970.2372-1.4846180.0388-1.5718

Искомые коэффициенты определим таким образом, чтобы разность (невязка) между левой и правой частью уравнения (4.1) была минимальной:

 

 

Для решения этой задачи формируется сумма квадратов невязок:

 

 

Минимально значение уравнения (4.2), можно найти, продифференцировав его, поэтому:

 

 

Тогда, выразив из уравнения (4.3), оценку , получим (4.5)

 

 

Допустим порядок системы , тогда:

 

 

Найдем матрицу из уравнения (4.4):

 

 

Тогда вектор оценок параметров, найдем из формулы (4.5):

 

 

Уравнение, описывающее поведение объекта:

 

 

На рисунке 4.1, разместим измеряемые значения с выхода объекта y(t) и график расчетных значений yr(t).

 

Рисунок 4.1

 

 

 

5.Идентификация рекуррентным методом наименьших квадратов для авторегрессионной модели

 

Требуется идентифицировать параметры объекта в темпе реального процесса, это означает, что оценка неизвестных параметров должна осуществляться сразу, после измерения выхода объекта. Решить эту задачу возможно с помощью следующего алгоритма:

 

идентификация полином реккурентный авторегрессионный

При этом:

, где x - любая, положительная постоянная. I - единичная матрица, размерностью nxn

Пусть порядок объекта , тогда:

 

 

Нахождение параметров системы, будем проводить до тех пор, пока они не установятся. Построим графики изменений параметров на рисунке 5.1

 

Рисунок 5.1

 

 

Возьмем следующие параметры:

 

 

Уравнение, описывающее поведение объекта:

 

 

На рисунке 5.2, разместим измеряемые значения с выхода объекта y(t) и график расчетных значений yr(t).

 

Рисунок 5.2

 

 

6.Оценка параметров системы со скользящим средним, прямым методом

 

- порядок фильтра входного полинома;

- порядок фильтра входной помехи;

Тогда модель может быть описана следующим образом:

 

 

Кроме векторов и , расчет ничем не отличается от прямого метода наименьших квадратов, т.е. надо решить уравнение вида:

 

 

Тогда, сначала определим :

 

 

 

Матрица , определяется по формуле (6.2)

 

 

Тогда оценка параметров , будет иметь вид:

 

 

Теперь найденные значения параметров подставим в формулу (6.1), и получим следующее уравнение, описывающее поведение объекта:

 

 

- Гауссовский белый шум с нулевым средним (не может быть измерен). График с измеренной y(t) и расчетной переменной yr(t) приведен на Рисунке 6.1.

 

Рисунок 6.1

 

 

7.Оценка параметров системы со скользящим средним, рекуррентным методом

 

Требуется идентифицировать параметры объекта в темпе реального процесса, это означает, что оценка неизвестных параметров должна осуществляться сразу, после измерения выхода объекта. Решить эту задачу возможно с помощью следующего алгоритма:

 

 

При этом:

, где x - любая, положительная постоянная. I - единичная матрица, размерностью , соответственно и , будет той же размерностью.

- нулевая матрица, поскольку к каким значениям будут стремиться параметры вектора нам неизвестно. Размерность .

 

 

Кроме векторов и , расчет ничем не отличается ?/p>