系统辨识前沿讲座1

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1、SystemIdentification系统辨识及应用－理论通向实际的桥梁大连大学信息工程学院系统辨识技术讲座8月21,2021技术讲座系统辨识1讲座内容What:什么是系统辨识Why:为什么用系统辨识Where/who/when:系统辨识的应用领域How:如何进行系统辨识Applications:系统辨识实例Conclusions:结束语What:什么是系统辨识技术讲座系统辨识2What：什么是系统辨识系统(system)系统是相互作用相互影响的元素的集合系统的概念及其思想广泛应用于自然科学和社会科学的许多领域工业生产系统自然系统、环境系统人体生命系统经济、社会系统等等、等

2、等技术讲座系统辨识3What：什么是系统辨识模型(model)研究一个系统，首先要掌握该系统的特性把系统的主要特性进行简化抽象后的表现形式是模型模型的种类物理模型（physicalmodel):实际系统的物理模拟思考模型(mentalmodel):日常生活中大脑判断、脑神经支配身体动作的模型图表模型(graphicalmodel):用图表的方式表示系统各个要素的连接、信号流向的模型数学模型(mathematicalmodel):用数学方法定量描述系统特性的模型技术讲座系统辨识4What：什么是系统辨识建模(systemmodeling)模型是人工建立的，需要从实际对象中获取建

3、立系统数学模型的过程称为建模系统辨识是从系统输入输出的测量数据建立系统数学模型的方法输入输出系统干扰／噪音技术讲座系统辨识5讲座内容What:什么是系统辨识Why:为什么用系统辨识Where/who/when:系统辨识的应用领域How:如何进行系统辨识Applications:系统辨识实例Conclusions:结束语Why:为什么用系统辨识技术讲座系统辨识6Why:为什么用系统辨识工程中与系统相关的问题系统分析、设计系统控制、维护、故障检测系统预报、仿真基于系统模型解决系统问题解决系统问题需要掌握系统特性系统模型可以为数学方法提供解决系统问题的平台基于模型的方法容易在计算机

4、环境中实现、修正大大降低成本、缩短周期问题解决的成否很大程度上取决于模型质量技术讲座系统辨识7Why:为什么用系统辨识建模的方法及特点(1)解析法(白箱建模):利用已知的物理定律、自然法则等建模优点:模型比较准确可信缺点:模型往往比较复杂，难以适用于大规模系统(需要全部了解各个环节所适用的定律及参数)技术讲座系统辨识8Why:为什么用系统辨识建模的方法及特点(2)系统辨识(黑箱建模):利用系统的输入输出数据建立系统模型优点:应用范围广，容易实现缺点:用模型之前需检验其有效性及可靠性技术讲座系统辨识9Why:为什么用系统辨识建模的方法及特点(3)解析法和系统辨识相结合的建模法(

5、灰箱建模)优点:充分利用已知信息提高建模的可靠性缺点:需要把已知信息和建模过程中的数值计算有机结合方面的经验技术讲座系统辨识10Why:为什么用系统辨识实际问题中的建模利用已知信息确定模型的种类:数学表达式的形式、参数范围等利用系统辨识求解模型中未确定的部分利用系统辨识随时监测系统特性的变动利用已知信息和实测数据检验模型的可靠性系统辨识是系统问题中不可缺少的建模工具技术讲座系统辨识11讲座内容What:什么是系统辨识Why:为什么用系统辨识Where/who/when:系统辨识的应用领域How:如何进行系统辨识Applications:系统辨识实例Conclusions:结束

6、语Where/who/when:系统辨识的应用领域技术讲座系统辨识12Where/who/when:系统辨识的应用领域WhereWhenWho工业过程、测量、信号处理、通信、物理、航天航空、交通运输、地质探测、地震检测预报环境、生物、医疗卫生、生体科学、农业技术、经济、金融外汇、股市系统分析、高性能系统设计、系统控制、预测、仿真工程技术人员、自然科学研究人员、社会科学研究人员、金融经济政策决策人员技术讲座系统辨识13讲座内容What:什么是系统辨识Why:为什么用系统辨识Where/who/when:系统辨识的应用领域How:如何进行系统辨识Applications:系统辨识

7、实例Conclusions:结束语How:如何进行系统辨识技术讲座系统辨识14How:如何进行系统辨识系统辨识的一般步骤需求分析明确系统辨识的目的和性能要求系统要素及其对系统特性有影响的环境因素各元素间的影响定性定量分析理论解析建模对象所适用的自然准则、物理准则适合于描述对象特性的模型种类、参数范围收集测量数据辨识实验设计:选择输入信号、采样频率、测量装置的安装实验数据收集、预处理模型参数估计模型的可靠性检验技术讲座系统辨识15How:如何进行系统辨识古典辨识方法随着1940年代开始的古典控制发展起来以