系統(tǒng)辨識(shí)基礎(chǔ)第11講要點(diǎn)

1、系統(tǒng)辨識(shí)基礎(chǔ)第11講要點(diǎn)實(shí)驗(yàn)一利用相關(guān)分析法辨識(shí)脈沖響應(yīng)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^仿真實(shí)驗(yàn)掌握利用相關(guān)分析法辨識(shí)脈沖響應(yīng)的原理和方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容下圖為本實(shí)驗(yàn)的原理框圖。過程傳遞函數(shù)為G (s),其中K =120,Ti =8.3SecT,2 =6.2S e q u(k)和z(k)分別為過程的輸入和輸出變 量; v(k)為過程測(cè)量白噪聲，服從正態(tài)分布，均值為零，方差為 三，記作?v(k) N(0,二：)；go(k)為過程的脈沖響應(yīng)理論值，g(k)為過程脈沖響應(yīng)估 計(jì)值，(k)為過程脈沖響應(yīng)估計(jì)誤差。過程的輸入驅(qū)動(dòng)采用M序列，輸出受到白噪聲v(k)的污染。根據(jù)過程 的輸入和輸出數(shù)據(jù) 匚(k), z(k)1，利

2、用相關(guān)分析算法根據(jù)出過程的脈沖響應(yīng)O值g(k)，并與過程脈沖響應(yīng)理論值g0(k)比較，得到過程脈沖響應(yīng)估計(jì)誤 差值(k)，當(dāng)k匚時(shí)，應(yīng)該有g(shù)(k) > 0。1、過程仿真模擬過程傳遞函數(shù)(s)，獲得過程的輸入和輸出數(shù)v(k)'數(shù)據(jù)£ (弟”k)(采F面介紹的三種仿真方法都可以用*樣時(shí)間取1秒)。(1) 慣性環(huán)節(jié)其中，T為慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)關(guān)分析法性環(huán)節(jié)的靜態(tài)放大倍數(shù)。若采樣時(shí) 間記作To，貝時(shí)貫性環(huán)節(jié)的輸曲寫成:(2) 傳遞函數(shù)G(s)仿真(串聯(lián))令心K，則G (s)的表達(dá)框圖為：>：(k) r 傳遞函數(shù)G(s)仿真(并聯(lián))|=T1T2編程語(yǔ)句可寫成些y(k)卜令K

3、rKT -1T2則G ( s)的表達(dá)框圖為: Pade逼近因有z = e'T0Pade1 sT 0 / 21 - sT ° / 22 ToS2 - T°si，則有令匕,件是|PkToMo.5,Pk,其中Pk為傳遞函數(shù)的極點(diǎn)。將s =2 匚可代入G(s)，連續(xù)模型化成離散模型To 1 z JKK1 =(I+T3 )(1+T4)I 1 -T3 T5-,IVHT3152T12T21,T4-ToTo編程語(yǔ)句：其中,丁3 =2、白噪聲生成利用乘同余法生成UO,1均勻分布的隨機(jī)數(shù)利用UO,1均勻分布的隨機(jī)數(shù)生成正態(tài)分布的白噪聲 其中，標(biāo)準(zhǔn)差 J分別取O,O.1,O.5 。編程語(yǔ)

4、句-M序列生成生成M序列的結(jié)構(gòu)圖 用M序列作為辨識(shí)的輸入信號(hào)，N序列的循環(huán)周期取 Np =2c的補(bǔ)償補(bǔ)償量c應(yīng)取Rmz (Np -1)，不能取Rmz (Np )。因?yàn)镽mz (k)是周期 函數(shù)，則有 Rmz ( Np )= Rmz (0)，故不能取-Rmz ( Np )。 計(jì)算脈沖響應(yīng)估計(jì)值 -1 63,時(shí)鐘節(jié)拍：t =1Sec，幅度a =1,邏輯“ O”為a,邏輯“ 1” 為-a，特征多項(xiàng)式自選，如F(s) s6二s5二1。?脈沖響應(yīng)估計(jì)值 g( k)=脈沖響應(yīng)估計(jì)誤差7、噪信比計(jì)算噪信比定義噪信比 二2二 v2' 二 y£NpRMz (k)C尸z(k).其中，&2

5、為噪聲方差，y為過程輸出方差。過程輸出方差二；的計(jì)算其中，積分圍線I是z平面內(nèi)沿逆時(shí)間方向的單位圓圓周。若定義 式中則有8程序流程(供參考)、實(shí)驗(yàn)步(1)(2)(3)定維-'輸入數(shù)據(jù)_u(252)，輸出數(shù)據(jù)(不含噪聲) y(252)輸出數(shù)據(jù)(含噪聲)z(2賦初值聲數(shù)據(jù)v(252)，M序列M 過互g參數(shù):一心一 生成序列； 生成白噪聲參數(shù)：計(jì)算互計(jì)算脈沖響應(yīng)估計(jì)誤差計(jì)值 計(jì)算脈沖響應(yīng)理論算過程噪信比應(yīng)估計(jì)誤差 驟計(jì)算噪聲方差打丁印算過程輸果數(shù)據(jù)方差掌握相關(guān)分析響應(yīng)識(shí)方法的基據(jù)原理;。估計(jì)誤差 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。 編制實(shí)驗(yàn)程序。SB；數(shù)能Eg(60(7)3)(4) 調(diào)試程序，研究實(shí)驗(yàn)問題，記錄數(shù)據(jù)(5