最小二乘法和神经网络系统辨识的设计

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1、中文摘要摘要随着科学技术的发展，各门学科的研究方法进一步趋向定量化，人们在生产实践科学实验中对研究的复杂对象通常通过观测和计算定量判明其内在规律，为此必须建立所研究对象的数学模型，由此提出了系统辨识问题。文中介绍经典辨识方法中应用较为广泛的最小二乘法辨识。最小二乘通过极小化误差的二次方和函数确定模型参数。详细分析了最小二乘法、最小二乘估计及其性质，通过对一给定系统利用Matlab求出模型参数表明该算法的有效性。然而由于经典辨识方法对一些不能线性化的非线性系统进行辨识，我们提出了人工神经网络辨识系统。它不需要预先知道被

2、测系统的模型，通过直接学习系统的输入输出数据实现。文中重点了分析BP网络辨识，并且在Matlab环境下应用BP神经网络建立时间序列人口预测模型，检测预测效果。关键词：系统辨识最小二乘法神经网络-I-英文摘要AbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,researchmethodsofeachdisciplinetendstofurtherquantitative,intheproductionpracticeofscientificexperimentsinthe

3、studyofcomplexobjects,usuallythroughobservationandcalculationofquantitativeascertainitsinherentlaw,thismustbeestablishedtostudymathematicsmodel,whichproposedasystemidentificationproblem.Describesthedefinitionofsystemidentification,thecontentsofstep,classificati

4、on,andintroducesoftheinputsignalofthesystemidentification.Leastsquaresbyminimizingthequadraticerrorandfunctionstodeterminethemodelparameters.Detailedanalysisoftheleastsquaresmethod,leastsquaresestimationanditsproperties,andshowthattheeffectivenessofthealgorithm

5、byusingMatlabtocalculatethemodelparametersforagivensystem.Sincetheclassicalidentificationmethodcannotbelinearizednonlinearsystem,helpless,artificialneuralnetworkrecognitionsystem.Itdoesnotneedtoknowinadvancethemodelofthesystemundertest,andachievethroughlearning

6、systeminputandoutputdata.Inthispaper,thefocusoftheBPnetworkidentificationandapplicationofBPneuralnetworktimeseriesofpopulationprojectionsmodel,testingthepredictioneffect.Keywords:SystemidentificationLeastsquaresmethodNeuralnetwo-II-目录目录摘要IABSTRACT.II目录III第一章绪论1

7、1.1问题的提出及研究意义11.2系统辨识的发展和现状1第二章系统辨识32.1辨识的定义32.2辨识的内容和步骤32.3辨识的分类42.3.1离线辨识42.3.2在线辨识52.4辨识的输入信号52.4.1白噪声62.4.2伪随机二位式序列7第三章最小二乘法辨识93.1最小二乘法93.2最小二乘估计算法123.3最小二乘估计的概率性质15第四章基于神经网络的系统辨识194.1神经网络的简介194.1.1神经网络的结构和类型194.2BP网络辨识21结论34参考文献35致谢36III第一章绪论第一章绪论1.1问题的提出及

8、研究意义在自然科学和社会科学的许多领域中，人们越来越重视对系统进行定量的系统分析系统综合仿真控制和预测。而将被研究对象模型化，是开展这些工作的前提和基础，即建立系统的数学模型，测试法是建模的方法之一。测试法是通过分析未知系统的实验或输入输出数据，来建立一个与所测系统等价的数学模型，测试建模的方法就是系统辨识。系统辨识状态估计和控制理论是现代控制