Nhận dạng hệ thống là xây dựng mô hình toán học của hệ thống dựa trên các thực nghiệm đo được. Quá trình nhận dạng là quá trình hiệu chỉnh các tham số của mô hình sao cho tín hiệu ra của mô hình tiến trùng với tín hiệu đo của hệ
thống.
Để xây dựng mô hình toán học cho hệ thống, người ta có hai phương pháp lý thuyết và thực nghiệm
Phương pháp lý thuyết là phương pháp thiết lập mô hình dựa trên các định luật có sẵn về quan hệ vật lý bên trong và quan hệ giao tiếp với môi trường bên ngoài của hệ thống. Các quan hệ này được mô tả theo định luật vật lý như định luật Newton, định luật cân bằng…dưới dạng những phương trình toán học.
Phương pháp thực nghiệm được thực hiện trong trường hợp, mà ở đó sự
giữa hệ thống với môi trường bên ngoài không đầy đủ để có thể xây dựng được một mô hình hoàn chỉnh. Nhưng ít nhất từ đó có thể cho biết các thông tin ban
đầu về dạng mô hình để khoanh vùng. Hay tập hợp lớp các mô hình thích hợp cho hệ thống. Thì ta phải áp dụng phương pháp thực nghiệm để xây dựng mô hình cho hệ thống. Bằng cách tìm một mô hình thuộc lớp mô hình thích hợp đó trên cơ sở quan sát các tín hiệu vào ra, sao cho sai lệch giữa nó với hệ thống so với mô hình khác là nhỏ nhất.
Trong điều khiển nhận dạng là một khâu quan trọng nó quyết định đến chất lượng và hiệu quả của việc điều khiển sau này, nhằm xây dựng mô hình toán học cho đối tượng. Một sốđối tượng quen thuộc như các loại động cơ, máy biến áp, máy phát điện, mạch khuyếch đại, mạch tích phân, vi phân…đã được
nghiên cứu kỹ bằng phương pháp giải tích. Nên mô hình toán học của chúng
dưới dạng hàm truyền thường có thể tra cứu được trong cẩm nang kỹ thuật. Trong thực tế có nhiều đối tượng có cấu tạo phức tạp và không có sẵn mô hình toán học cho trước vì vậy cần phải làm thực nghiệm để nhận dạng tham số mô hình. Có nhiều cách phân loại phương pháp nhận dạng: Nhận dạng từ mô hình không tham số như từ hàm quá độ h(t), nhận dạng tham số từ mô hình AR, MA, ARMA…
Theo cách quan sát tín hiệu vào ra người ta phân ra phương pháp nhận
dạng chủ động và bị động. Nếu đối tượng có thể tách rời khỏi hệ thống ta có thể
tiến hành nhận dạng ngoại tuyến bằng phương pháp chủ động có nghĩa là chọn tín hiệu vào x(t) như tín hiệu nhảy cấp, ngẫu nhiên, lúc này chỉ cần đo tín hiệu ra y(t) mà thôi, như vậy bài toán nhận dạng sẽ đơn giản. Trong trường hợp đối tượng không thể tách rời khỏi hệ thống người ta phải đồng thời quan sát cả tín hiệu vào lẫn tín hiệu ra tức là phải tiến hành nhận dạng trực tuyến. Phương pháp nhận dạng loại này gọi là phương pháp nhận dạng bị động. Phương pháp nhận dạng trực tuyến đặc biệt quan trọng đối với hệ điều khiển thích nghi, trong đó
phải nhận dạng trực tuyến tham số của đối tượng để hiệu chỉnh lại tham số của bộđiều khiển.
Trong điều khiển có hai phương pháp nhận dạng chính thường được dùng
đó là nhận dạng không tham số và nhận dạng tham số.
+ Nhận dạng không tham số là phương pháp nhận dạng mà mô hình để
nhận dạng là các đường cong quá độ hoặc các hàm mà véc tơ tham số không
nhất thiết phải có kích thước hữu hạn. Nhận dạng không tham số thường dùng các phương pháp sau đây:
- Phân tích hàm quá độ h(t), hàm này nhận được ởđầu ra của hệ thống khi
đầu vào là hàm bậc thang đơn vị 1(t).
- Phân tích tần số, đối với hệ thống tuyến tính ổn định khi tín hiệu vào là hàm sin thì tín hiệu ra cũng là hình sin. Bằng cách thay đổi biên độ và pha của tín hiệu vào ta thu được đáp ứng ra có tần số thay đổi.
- Phân tích hàm tương quan, tín hiệu vào là nhiễu trắng, tín hiệu ra là hàm tương quan.
- Phân tích phổ, với tín hiệu vào tuỳ ý người ta phân tích phổ của tín hiệu vào và tín hiệu ra.
+ Nhận dạng tham số là phương pháp nhận dạng chủ động. Người ta đưa vào hệ thống tín hiệu vào xác định u(t), sau đó đo tín hiệu ra y(t). Người ta mô tả
hệ thống bằng một mô hình tham số và dùng phương pháp bình phương tối thiểu
để hiệu chỉnh sao cho đánh giá của véc tơ tham số trùng với véc tơ tín hiệu ra của hệ thống. Ngày nay, nhận dạng tham số được ứng dụng rất rộng dãi nhất là trong điều khiển số. Nhận dạng tham số dùng để nhận dạng các hệ thống phức tạp, trong trường hợp này hệ thống được gọi là “Hộp đen”. Vì vậy phương pháp nhận dạng tham số còn có tên là nhận dạng hộp đen.
Do trong đề tài này đối tượng của chúng tôi là cả hệ thống thí nghiệm quá trình sấy. Đây là một đối tượng tương đối phức tạp, mà ở đó sự hiểu biết giữa
các mối quan hệ vật lý bên trong và bên ngoài không rõ dàng. Nên để xây dựng mô hình toán học cho hệ thống, chúng tôi sử dụng phương pháp nhận dạng bằng thực nghiệm. Vì thế, sau đây chúng tôi chỉ giới thiệu phương pháp xây dựng mô hình toán học cho hệ thống bằng phương pháp thực nghiệm.