建模与系统辨识

《建模与系统辨识》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、建模与系统辨识摘要:讨论动态系统在运用控制理论进行自动调节，控制动态系统的数学模型的构建、描述及其分类。这个模型通过分类能够对建模的做出较好的选择，并可按分布参数模型与集中参数模型作为区分模型类别的方式。系统辩识方法应能够消去所有扰动分量对系统的影响，而辨识方法的分类原则取决于所得数学模型采用信号的形式。关键词:建模；系统辫识；数学模型ModelingandSystemIdentificationAbstract:Discussingthedynamicsystemwhileusingthecontroltheorytocarryonaut

2、omaticallytheconstruction,descriptionandclassificationofthedynamicsystemmathematicsmodelcontrolled.Themodelcanclassifyandmakebetterchoicetodifferentpossibilityofmodeling.Thesystemdistinguishesthemethodandanswersandcaneliminatetheinfluenceofperturbationsonthesystem,whilethe

3、principleofdistinguishingmethodcategorydependsontheformofthesignalofthemathematicsmodel.Keywords:modeling;systemidentification；mathematicsmodel1引言7近年来，在许多过程控制领域，有关系统分析与建模的重要性日显突出。尤其在应用控制理论与自动化技术的工业系统中，如果没有较为准确的描述被控装置的数学模型，那么，其综合控制算法是不可能实现的。数学模型可以定义为:用数学结构来描述被建模系统各物理量之间的关系。

4、抽象数学模型的提出通常需要进行各种简化假设，其原因就是应将系统的复杂性限制在一个可以接受的范围内，并满足模型的精度要求。模型可按分布参数模型与集中参数模型来分类，在分布参数[5]模型中系统的动态特性是以抛物、双曲、椭圆型各种偏微分方程来描述；而在集中参数模型中则以线性或非线性常微分方程来描述。许多情况下，用分布参数模型描述的系统可简化成复杂程度较低的集中参数模型。通过辨识应该能够消去所有扰动分量的影响。依照扰动信号的类型，已经提出了许多不同的方法。某些情况下，简单计算均值与回归就足够了。而在低频非平稳分量的情形下，则需要用滤波方法，它们适合

5、特定形式的扰动信号。2建模2.1数学建模必须遵守的原则（1）必须满足对数学模型的精确性、简明性、层次性、多用性、可靠性及标准化等一般要求。（2）必须合理选择模型的方法：计算机辅助建模法和系统辨识建模法现在比较广泛的使用。（3）数学建模经常考虑：模型功能能否满足所研究问题的需要？模型是否合理、经济、容易实现、稳定？是否达到预期的模型精度要求？等等[1]。2.2建模的目的建模的目的是以所建的模型为基础，进一次做出各种研究与决策，所以，模型必须采取适合于应用目的的形式。一般来说，一个过程的模型总应比现实的过程来得简单，所以也可以说，模型是适当地降

6、低了复杂程度的现实过程(或事物)，主要方面的代表。系统的数学模型是系统本质特征的数学抽象，是建立系统状态参数之间以及与外作用之间最主要的相互作用、相互制约的数学表达式[2]。建立模型主要目的有以下四个方面：7（1）研究在科学研究中，为了掌握事物发展与变化规律，以便更全面地更深刻的了解它、研究它，现象的认识和素材，抽象与提高成理性的东西。被抽象出来的代表事物本质的模型。在工程实际中，一旦建立了系统模型后，就可以对该系统的动、静态特性有更深入全面的了解，有助了理解过程中所获得的数据；提供探索和分析不同工作条件及各种参数对该对象工作的影响，以便进

7、一步改进系统及创造新的系统。（2）设计与计算在设计工作中，对被设计的系统，其中特别是比较复杂的系统，常常要进行模拟、仿真等研究，以便比较各种设计方案及选取合理的参数，使所设计的系统达到设计的要求(如稳定件、安定性、精度、产量等)。采用计算机设计的就称为计算机辅助设计。模型的建立就为以上工作提供了基础。通过模型化，使系统能进行数学处理。例如，只有确定了控制系统的模型的前提下，才有可能采用各种最优化的方法．对系统进行最优分析和计算，才有可能综合最优控制的算法。（3）调查与预测在工程实际中，最常见的应用系统模型的场合之一是调查与预测工程实际系统工

8、作的状况与性能。众所周知，一个工程系统的控制和运行水平，在很大程度上取决于人们事先对于该系统特性的掌握和认识程度。建立正确的系统模型，有肋于显著地提高系统的控制和运行水平。在建立