Bài giảng Mô hình hóa nhận dạng và mô phỏng - Chương 1: Giới thiệu

Bài giảng Mô hình hóa nhận dạng và mô phỏng - Chương 1: Giới thiệu có cấu trúc gồm 3 phần cung cấp cho người học các kiến thức: Hệ thống động và mô hình, mô hình hóa, nhận dạng hệ thống. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

MƠ HÌNH HĨA NHẬN DẠNG VÀ MƠ PHỎNG CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Hệ thống động mơ hình 1.2 Mơ hình hóa 1.3 Nhận dạng hệ thống CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH HĨA 1.1 Hệ thống động mơ hình 1.1.1 Hệ thống động (học) Hệ thống đối tượng biến tương tác với tạo tín hiệu quan sát u: tín hiệu vào y: tín hiệu w: nhiễu đo v: nhiễu không đo CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH HĨA Đặc điểm hệ thống động: - Tín hiệu khơng phụ thuộc vào tín hiệu vào mà cịn phụ thuộc vào tín hiệu tín hiệu vào khứ - Quan hệ vào hệ thống động mơ tả phương trình vi phân (hệ liên tục) phương trình sai phân (hệ rời rạc) CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH HĨA 1.1.2 Mơ hình hệ thống động học Mơ hình (MH): hệ thống quan hệ giả thiết (assumed relationship) tín hiệu quan sát hệ thống Mơ hình tốn học: Các biểu thức tốn học mơ tả quan hệ vào hệ thống MH miền thời gian – MH miền tần số Ž MH liên tục – MH rời rạc Ž MH tuyến tính – MH phi tuyến Ž MH tham số – MH không tham số,… Ž CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH HĨA Phương pháp xây dựng mơ hình tốn học: ‘- Mơ hình hóa (System Modeling) ‘- Nhận dạng hệ thống (System Identification) ‘- Kết hợp mơ hình hóa nhận dạng hệ thống CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH HĨA Ứng dụng mơ hình tốn học: ‘- Thiết kế hệ thống - Mô - Dự báo - Phát hiện, chuẩn đốn lỗi - Tối ưu hóa CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH HĨA 1.2 Mơ hình hóa ‘Khái niệm: Mơ hình hóa phương pháp xây dựng mơ hình tốn hệ thống cách dựa vào qui luật vật lý chi phối hoạt động hệ thống Các bước mơ hình hóa: Phân tích chức năng: phân tích hệ thống thành khối chức năng, Ž mơ hình tốn khối chức biết rút dựa vào qui luật vật lý Phân tích vật lý: rút mơ hình tốn khối chức dựa Ž vào qui luật vật lý Phân tích tốn học: khối chức kết nối tốn học để Ž mơ hình hệ thống CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH HĨA ‘Đặc điểm mơ hình hóa: - Phương pháp mơ hình hóa áp dụng ta biết rõ cấu trúc hệ thống qui luật vật lý chi phối hoạt động hệ thống - Các định luật vật lý: + Điện (Ohm, kirchop1,2; …) + Cơ học (Newton…) + Nhiệt ( + Lưu chất lỏng + Lưu chất khí CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH HĨA ‘Ví dụ: - Động DC liên kết với tải qua khớp nối mềm → Sơ đồ khối CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH HĨA ‘→ Sơ đồ tương đương → Phương trình vi phân mơ tả động học hệ thống di La  Vs  Rai  (kmm ) dt d m  m dt dl  l dt dm Jm  kmi  d mm  kc ( m  l )  d c (m  c ) dt dl Jl  dll  kc (l   m )  d c (l  m ) dt CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH HÓA ‘1.3 Nhận dạng hệ thống Nhận dạng hệ thống phương pháp xây dựng mơ hình tốn hệ thống dựa vào liệu vào quan sát CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH HĨA Các bước nhận dạng hệ thống ‘ + Thí nghiệm thu thập số liệu ‘ + Chọn cấu trúc mơ hình ‘ + Ước lượng thông số ‘ + Đánh giá mô hình CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH HĨA CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH HĨA Kiến thức liên quan đến nhận diện hệ thống: + Lý thuyết tín hiệu (tín hiệu, nhiễu, lượng, cơng suất,…) + Xác xuất thống kê (xác xuất, kỳ vọng, phương sai,…) + Đại số tuyến tính (các phép tính ma trận) + Phương pháp tính (tối ưu hóa dùng phương pháp số) CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH HĨA Ví dụ nhận dạng hệ thống: CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH HĨA Mơ hình hệ thống ... thống CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH HĨA Ứng dụng mơ hình tốn học: ? ?- Thiết kế hệ thống - Mô - Dự báo - Phát hiện, chuẩn đoán lỗi - Tối ưu hóa CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH HĨA 1.2 Mơ hình hóa. .. số,… Ž CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH HĨA Phương pháp xây dựng mơ hình tốn học: ? ?- Mơ hình hóa (System Modeling) ? ?- Nhận dạng hệ thống (System Identification) ? ?- Kết hợp mơ hình hóa nhận dạng. .. m ) dt CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH HĨA ‘1.3 Nhận dạng hệ thống Nhận dạng hệ thống phương pháp xây dựng mơ hình tốn hệ thống dựa vào liệu vào quan sát CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ MƠ HÌNH HĨA