Nhận dạng mô hình đối tượng với system identification toolbox

Nhận dạng mô hình đối tượng với system identification toolbox

Nhận dạng Mơ hình đối tượng với System Identification Toolbox Nhóm Nội dung Nhận dạng hệ thống ? Tổng quan System Identification Toolbox Nhận dạng sử dụng SI Nhận dạng hệ thống gì? 1.1 Giới thiệu chung Nhận dạng hệ thống trình lặp lặp lại, cho phép xây dựng mơ hình xác trạng thái hệ thống dựa liệu đo 1 Nhận dạng hệ thống gì? 1.2 Các mơ hình nhận dạng  Mơ hình tổng qt B ( q −1 ) C (q −1 ) A(q ) y (t ) = u (t ) + e(t ) F ( q −1 ) D(q −1 ) −1 A( q ) =1 +a1q −1 + +ana q −na Trong đó: B ( q ) =b0 + b1q −1 + + bnb q −nb C (q) = 1+ c1q − + + cnc q −nc D(q) = +d1q −1 + +d nd q −nd F ( q ) =1 + f1q −1 + + f nf q −nf Nhận dạng hệ thống gì? 1.2 Các mơ hình nhận dạng • Mơ hình ARMAX D (q ) = F (q) = → A( q ) y (t ) = B ( q )u (t − nk ) + C ( q)e(t ) Nhận dạng hệ thống gì? Các mơ hình dạng đa thức 1.2  Mơ hình AR D (q ) = F (q ) = → B (q ) = A( q) y (t ) = e(t ) C (q) =  Mô D (q )hình = F (qARMA ) =1 B (q ) = → A(q) y (t ) = C ( q)e(t ) Nhận dạng hệ thống gì? 1.3 Mơ hình đặc tính tần Cho phương trình: y (t ) = G (q )u (t ) + H (t )e(t ) G (e jw ) Chứa thông tin đặc tính tần= λΤ số | Η( e jwT ) |2 φv (w) với phổ nhiễu đầu �: phương sai ước lượng nguồn nhiễu e(t) T: chu kỳ trích mẫu tín hiệu 1 Nhận dạng hệ thống gì? 1.3 • Mơ hình trạng thái Mơ hình trạng thái liên tục ∼ x(t ) = F (t ) + Gu (t ) + K w(t ) y (t ) = Hx(t ) + Du (t ) + w(t ) x(0) = x0 • Mơ hình trạng thái gián đoạn x( kT + T ) = Ax(kT)+ Au(kT) +Ke(kT) y (kT ) = Cx( kT ) + Du ( kT ) + e( kT ) x(0) = x0 T chu kỳ trích mẫu kT thời điểm trích mẫu, k=1,2,… Tổng quan System Identification Toolbox 2.1 I Các bước nhận dạng với SI Thu thập liệu từ trình nhận dạng II Kiểm tra liệu III Chọn định nghĩa cấu trúc mơ hình IV Tính tốn mơ hình tốt V Kiểm tra đặc tính mơ hình nhận VI Nếu mơ hình đủ tốt dừng lại quay lại bước I-IV Nguồn: L.Ljung - System Identification-Theory for user Tổng quan System Identification Toolbox 2.2 Các nhóm lệnh SI Trợ Giúp ihelp Một micromanual Nhập giúp đỡ idhelp để bắt đầu idprops Danh sách thuộc tính đối tượng hộp cơng cụ Demo Demo tính dự báo mơ hình tuyến tính iddemo Giao diện người dùng đồ họa ident dự đốn tồn diện giao diện phân tích midprefs Chỉ định thư mục thông tin để khởi động Dự báo dự đốn Pe Tính tốn dự báo lỗi Slident Simulink thư viện để sử dụng liệu đối tượng Tổng quan System Identification Toolbox 2.2 Các nhóm lệnh SI Thao tác liệu Iddata/FFT Chuyển đổi liệu từ miền tần số Iddata/IFFT Chuyển đổi liệu từ tần số miền thời gian Iddata Xây dựng đối tượng liệu Tạo tín hiệu đầu vào để xác định idinput Nonparametric dự đóan covf Hiệp phương sai chức ước tính cho ma trận liệu CRA Tương quan phân tích Tham số mơ hình dự đóan ar Mơ hình tín hiệu sử dụng phương pháp tiếp cận khác bj Dự báo lỗi ước tính mơ hình Box-Jenkins iv4 Khoảng tối ưu IV- ước tính cho ARX- mơ hình 2.2 Các nhóm lệnh SI Mơ hình cấu trúc sáng tạo Idarx Tạo mơ hình ARX tuyến tính đa biến idnlgrey Tạo mơ hình phi tuyến người sử dụng tham số Chuyển đổi mơ hình C2d, d2c Biến đổi liên tục/ rời rạc ngược lại data2state Bản đồ đầu vào qua giá trị trạng thái mơ hình idnlarx linapp Xấp xỉ tuyến tính mơ hình phi tuyến cho đầu vào định MƠ hình trình bày Nyquist Vẽ đồ thị Nyquist Fflot Chức tần số idmodel Tư vấn mô hình ước tính Mơ hình xác nhận Resid Tính tốn kiểm tra chất thải kết hợp với mô hình Sim Mơ hệ thống ( với khơng chắn) 2.2 Các nhóm lệnh SI MƠ hình cấu trúc lựa chọn AIC Tiêu chí thơng tin tính tốn Akaike FPE Tính tốn dự báo tiêu chuẩn cuối Ước lượng tham số đệ quy Rarx Tính tốn ước tính đệ quy cho mơ hình ARX Rarmax Tính tốn ước tính đệ quy cho mơ hình ARMAX Đối tượng ước tính phi tuyến idnlfun Đánh giá phi tuyến customnet Tùy chỉnh ước tính phi tuyến Các sở sổ sách kế hoạch hiển thị getpvec Danh sách tham số mơ hình tuyến tính phi tuyến setpname Thiết lập mặc định tên tham số mơ hình tuyến tính dấu thời gian Tìm đối tượng tạo Nhận dạng với IDENT 3.1Nhận dạng tham số theo mô hình Đặt Ta Nguồn : K.Ogata – Modern Control Engineering 4th edition Nhận dạng với IDENT 3.1Nhận dạng tham số mơ hình lắc ngược  Thực MATLAB A = [0,1;-3,-5];B = [0;.5];C = [1,0];D = 0;x0=[0;0] A1 = [0,1;-1,-1];B1 = [0;0.2]; G =ss(A,B,C,D); T=0.1;time=[0:T:20]'; u=randn(size(time)); y=lsim(G,u,time); data=iddata(y,u,T); m = idss(A1,B1,C,D,x0); m.As = [0 1; NaN NaN]; m.Bs = [0;NaN]; m.Cs = [1, 0]; m.Ds = 0; m.x0s = [0;0]; m = pem(data,m) compare(data(1:200),m) Nhận dạng với IDENT 3.2 Nhận dạng đối tượng chưa biết dạng mơ hình đối tượng Ví dụ : Nhận dạng hệ rời rạc KGTT m0 = drss(4,3,2)%Tạo ngẫu nhiên hệ rời rạc KGTT m0 = idss(m0,'NoiseVar',0.1*eye(3));convert u = iddata([], idinput([800 2],'rbs')); y = sim(m0,u,'noise') Data = [y u]; m = pem(Data(1:400)) tf(m) compare(Data(401:800),m) view(m) Tham khảo Mathworks – System Identification Toolbox – User’s Guide L Ljung – System IdentificationTheory for User Hồng Minh Sơn – Cơ sở điều khiển q trình K Ogata – Modern Control Engineering ... m.x0s = [0;0]; m = pem(data,m) compare(data(1:200),m) Nhận dạng với IDENT 3.2 Nhận dạng đối tượng chưa biết dạng mơ hình đối tượng Ví dụ : Nhận dạng hệ rời rạc KGTT m0 = drss(4,3,2)%Tạo ngẫu nhiên... dung Nhận dạng hệ thống ? Tổng quan System Identification Toolbox Nhận dạng sử dụng SI Nhận dạng hệ thống gì? 1.1 Giới thiệu chung Nhận dạng hệ thống trình lặp lặp lại, cho phép xây dựng mơ hình. .. Nhận dạng hệ thống gì? 1.2 Các mơ hình nhận dạng • Mơ hình ARMAX D (q ) = F (q) = → A( q ) y (t ) = B ( q )u (t − nk ) + C ( q)e(t ) Nhận dạng hệ thống gì? Các mơ hình dạng đa thức 1.2  Mơ hình