Ứng dụng matlab để phát triển công cụ nhận dạng mô hình hộp xám

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG LÊ THỊ THANH NGA ỨNG DỤNG MATLAB ĐỂ PHÁT TRIỂN CÔNG CỤ NHẬN DẠNG MÔ HÌNH HỘP XÁM Chuyên ngành : Tự động hóa Mã số: 60.52.60 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2013  ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ng dn khoa hc: TS. TRẦN ĐÌNH KHÔI QUỐC PGS.TS. BÙI QUỐC KHÁNH TS.NGUYỄN HOÀNG MAI   05 tháng 05  * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin -  -  1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài:                           Phn ln các h thng vt lý ch tuyn tính trong nhng khong nh nh ca các bin. Tt c các h thng trong thc t u tr thành phi tuyn nu các bin ca chúng có th i không gii hn. Ví d v mt h thng bii là mt qu tên la, vi trng ng là mt tham s i do nhiêu liu b t cháy trong khi bay. Các h thng phi tuyn trong thc t t nhiu, 2 vì phn ln các h thu khin trong thc t là các h thng phi tuya bin. Xut phát t nhng li phân tích  trên tác gi ch  tài “ỨNG DỤNG MATLAB ĐỂ PHÁT TRIỂN CÔNG CỤ NHẬN DẠNG MÔ HÌNH HỘP XÁM” 2. Mục tiêu nghiên cứu: - Xây d   o d liu mô phng cho h phi tuyn phc v nhn dng. -             -             -                  3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: ng nghiên cu:  tài tp trung nghiên cu các thut toán t ri t i quyt bài toán v nhn dng cho mô hình hp xám phi tuyn. - Phm vi nghiên cu: Phm vi c tài này là tp trung nghiên cu các nhn dng các tham s ca mô hình hp xám phi tuyn cng b và cánh tay máy hai bc t do. 4. Phương pháp nghiên cứu:  thc hin nghiên c tài khoa hc này, thì cn phi kt h 3 - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cu các v v nhn dng h thng b, mô hình cánh tay máy hai bc t do, các hàm tlab và các tính toán h tr các hàm t - Phương pháp thực nghiệm: S dng công c tính toán tìm ti n mm Matlab, dùng công c nhn dng trong Matlab, to d liu mô phng, mô phng kim chng thut toán. 5. Bố cục đề tài: M u 1: Tng quan       6. Tổng quan tài liệu nghiên cứu:                   4 CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU VỀ NHẬN DẠNG VÀ MÔ HÌNH HỘP XÁM PHI TUYẾN 1.1. KHÁI NIỆM VỀ NHẬN DẠNG Nhn dc nghim, nhnh mt mô hình c th trong lp các mô hình thích h quan sát tín hiu vào ra. c phi có sai s vng là nh nht 1.2. CẤU TRÚC MÔ HÌNH 1.2.1. Khái quát 1.2.2. Mô hình có tham số 1.2.3. Cấu trúc mô hình hệ phi tuyến 1.3. CÁC LOẠI MÔ HÌNH TUYẾN TÍNH 1.4. MÔ HÌNH HỘP XÁM PHI TUYẾN Mô hình hp xám phi tuyn liên tc cc mô t toán hi dr      ))(),(( ))(),(()( tutxhy tutxftx  x (t)=[ x 1 (t),x 2  n (t)] T Trong đó :         5 1.5. MỘT SỐ THUẬT TOÁN NHẬN DẠNG KHÔNG HỒI QUY 1.5.1. Các phương pháp dựa trên sai lệch dự đoán a. Phương pháp bình phương bé nhất đơn giản b. Phương pháp bình phương bé nhất tổng quát 1.5.2. Phương pháp dựa trên sai lệch tín hiệu ra n dng này s dng mô hình E cng. i chn d Hình 1.8: Sơ đô khối của phương pháp nhận dạng sai lệch tín hiệu ra m khác bit cn dng này là tín hiu ra d a mô hình, ph thuc vào các tín hi  a mô hình ch không ph thuc vào tín hing. 1.6. KÊT LUẬN Nhn dc nghim nhnh mt mô hình c th trong lp các mô hình thích h quan sát tín hiu vào ra, vic xây dc gi là mô hình hoá. Mô hìt lp mô hình da nh lut có sn v quan h vt lý bên trong và quan h giao tip vng bên ngoài cng. Các quan h c mô t theo quy lut lý-hoá, quy lut cân bi dng các 6 án hc. Vi mi thiu tng quan v nhn d   t, tác gi   t s   n da trên sai lch tín hiu ra s c s d nhn dng mô hình hp xám phi tuyn bng hàm t fmincon và công c nhn dng Idnlgrey trong Matlab. 7 CHƯƠNG 2 – NHẬN DẠNG HỘP XÁM PHI TUYẾN QUA CÔNG CỤ NHẬN DẠNG TRONG MATLAB 2.1. GIỚI THIỆU CÔNG CỤ NHẬN DẠNG CỦA MATLAB 2.1.1. Giới thiệu 2.1.2. Các lệnh trong Toolbox Matlab dùng để nhận dạng tham số mô hình hộp xám tuyến tính  nhn dng mô hình hc tiên phi xây dng cu trúc cho mô hình hnh Idnlgrey,  xây dng cu trúc cho mô hình hp xám phi tuyn: Cú pháp: Minit=idnlgrey('filename', Order, Parameters, InitialStates, Ts) Sau khi xây dc cu trúc mô hình hp xám, ta tin hành nhn dng các tham s t ca hp xám. Lnh pem  nhn dng các tham s t ca mô hình hp xám phi tuyn Cú pháp : Model = pem (data,Minit) 2.2. TẠO DỮ LIỆU NHẬN DẠNG 2.2.1. Mục đích 2.2.2. Phương pháp thực hiện S d- to d li Ta có: Cho h th ),( tyfy     , .,1),,( 1 1     ihctkahyfk iij i j ijni j j jni kbhyk     1 8  Theo phương pháp Runge-Kutta thì : ),( 1 nn tyfk  ),.( 21212 hctkahyfk nn  )),(( 32321313 hctkakahyfk nn   )), .(( 11,11 hctkakahyfk nn    ) .( 111  tbkbhyy nn   2.3. XÂY DỰNG CẤU TRÚC MÔ HÌNH HỘP XÁM PHI TUYẾN Bước 1: Xây dng cu trúc mô hình hp xám phi tuyn bng dòng lnh [dx, y] = fileName (t,x,u,p,varargin)  t Bước 2: T nhn dng hp xám bng lnh Minit= idnlgrey ('filename', Order, Parameters, InitialStates, Ts) Bước 3: Nhn dng các tham s t bng lnh Model = pem(data,Minit) 2.4. VÍ DỤ ỨNG DỤNG                             2 1 22 3 11 2 )( )( 3 x x ty upxpxp x dt tdx (2.2)  p 1 =0.45; p 2 =0.8; p 3 =0.5; T d liu mô phng vào ra c  ng này vi nhiu 2% c thêm vào ngõ ra. S dng lnh pem trong toolbox ca Matlab . tuya bin. Xut phát t nhng li phân tích  trên tác gi ch  tài ỨNG DỤNG MATLAB ĐỂ PHÁT TRIỂN CÔNG CỤ NHẬN DẠNG MÔ HÌNH HỘP XÁM” 2. Mục tiêu. DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG LÊ THỊ THANH NGA ỨNG DỤNG MATLAB ĐỂ PHÁT TRIỂN CÔNG CỤ NHẬN DẠNG MÔ HÌNH HỘP XÁM Chuyên ngành : Tự động hóa Mã số: 60.52.60