基于禁忌搜索的系统辨识研究及辨识软件开发

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1、摘要摘要本文首先对辨识领域做了一个综述，介绍了辨识的概念以及发展的历史，以及当前研究的热点。本文介绍了一个系统辨识软件包项目。该项目是“先进控制与系统辨识平台”中重要组成部分。该软件提供了常用的一些辨识算法和数据预处理、模型转换、模型比较、求残差、模型和数据的读取、显示、保存，以及辨识结果显示和保存等功能，可满足用户的教学和科研需要。该软件已做成COM组件，提高了软件包的可维护性和软件的重用性。本文介绍了组合优化理论中出现的一种新型的寻优算法：禁忌搜索算法，介绍了其基本原理和一些重要特性，并给出计算流程。同时还给出了一种经过改进的应用在连续域寻优的禁忌搜索算法，并给出了如何对一些基本参数进

2、行设置。本文提出了一种利用改进型禁忌搜索算法来解决Hammerstein模型辨识问题的方法，定义了搜索域空间，给出了邻点确定策略，提出算法流程，并通过大量的仿真实验，得出针对Hammerstein模型合适的禁忌列表长度，可能解列表长度，以及合适的被划分邻域的数目。本文还对含噪系统的辨识进行研究，仿真结果表明算法对含噪系统的辨识是有效的。最后作者对全文做出总结，提出禁忌搜索算法优势所在，并提出利用禁忌搜索算法解决辨识问题中还需研究的问题。关键词：系统辨识软件，禁忌搜索算法，组合寻优，非线性Hammerstein模型AbstractThispapergivesareviewofsystemid

3、entification．Itintroducestheconceptofsystemidentification，itshistory,andtheresearchactuality．Asoftwarepackageforsystemidentificationisintroduced，whichisthemainpartof“AdvancedControlandSystemIdentificationPlatform”．Thissoftwarepresentssomeregularidentificationalgorithms；datapreprocesstools，modeltra

4、nslations，modelcomparisons，residuecalculationmethodsandSOon．IthasbeenencapsulatedtoCOMcomponent，whichmakesiteasytomaintenanceandreuse．Thispaperintroducesanewtypeofoptimizealgorithm—Tabusearch．Itsprincipleandmaincharactersarepresentedandthealgorithmflowchartisalsopresented．Anenhancedonethatisusedin

5、acontinuousspaceispresented．Andweprovidearuletosettheparameterofthealgorithm．AnewmethodtosolveHammersteinmodelusingtabusearchisalsointroduced．Theconceptionofsearchingareaisdefinedandthestrategyofchoosingneighboringpointsisgiven．Andmanysimulationtestsaredone．Usingthismethodtoidentifythenoiseincludi

6、ngsystemisalsostudied，andthesimulationresultshaveshownitsvalidity．Finally，thethesispointsouttheadvantageofusingtabusearchtosolvesystemidentificationproblemandsomeproblemswaitingtobesolvedinthisarea．Keywords：Systemidentificationsoftware，Tabusearch，combinatoricsoptimization，nonlinearHammersteinmodel

7、．5第一章绪论1．1引言第一章绪论1．1．1系统辨识的概念所谓系统，是指按照一定秩序相互联系着的一组事物。系统辨识，通俗地说，是研究怎样利用包含未知因素系统的实验或运行数据(输入、输出数据)来建立系统数学模型的学科。1962年，ZadehL．A给其下的定义为：“系统辨识是在输入和输出数据的基础上，从一类模型中确定一个与所测系统等价的模型。”，此定义包含三要素：输入输出数据；模型类；等价准则。1978年，LjungL．更明