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- 关 键 词：
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系统
辨识
讲稿
- 资源描述：
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系统辨识讲稿,系统,辨识,讲稿
- 内容简介：
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1系统辨识实验一要点实验一 利用相关分析法辨识脉冲响应一、实验目的通过仿真实验掌握利用相关分析法辨识脉冲响应的原理和方法。二、实验内容下图为本实验的原理框图。过程传递函数为 ,其中)(sG； 分别为过程的输入和输出变Sec26Tec,38120.,K)(kzu中量； 为过程测量白噪声，服从正态分布，均值为零，方差为 ，记)(kv 2v作 ； 为过程的脉冲响应理论值， 为过程脉冲响),2vN)(kg0 )(kg应估计值， 为过程脉冲响应估计误差。(过程的输入驱动采用 M 序列，输出受到白噪声 的污染。根据过v程的输入和输出数据 ，利用相关分析算法估计出过程的脉冲响)(,kzu应值 ，并与过程脉冲响应理论值 比较，得到过程脉冲响应估计)(kg)(kg0误差值 ，当 时，应该有 。1、过程仿真模拟过程传递函数 ，获得过程的输入和输出数据 （采)(sG)(,kzu相关分析法 v(k)u(k) z(k)ckRtaNkgMzP)()()21 21210 TtkTtkeKkg/)()()(0)()(121sTKsG2样时间取 1 秒）。下面介绍的三种仿真方法都可以用。(1) 惯性环节其中， T 为惯性环节的时间常数， K 为惯性环节的静态放大倍数。若采样时间记作 ，则惯性环节的输出可写成：00011000 TkueTekyky )()()(/ / (2) 传递函数 仿真（串联）)(sG2121K/)(令 ，则 的表达框图为：21T中)(s编程语句可写成： ;);( ;/)()*)(*)( /)()()(;(););/(*/kyxu TkxTETkyky uKExyxTEK1 11251for0XP 0022211122101Ts/1u(k) y(k)1T/u(k) x(k) 21Ts/y(k)3(3) 传递函数 仿真（并联）)(sG2121 TsTK/)(令 ，则 的表达框图为：21中)(s编程语句可写成： ;);()(*( ;/)()*) /)( )()(*(;)(;);/(/kxukKy TkuTETkxxkyxTEK22112 002 2211 1121201152forXP1Ts/u(k) x1(k)2s/ y(k)x2(k) +- 1K4(4) 传递函数 仿真（双线性变换）)(sG Pade 逼近因有 ，则有 ，条sTsTezsT 00Pade210 / 102zT件是 ，其中 为传递函数的极点。kk,.50k 将 代入 ，连续模型化成离散模型 :12zTs)(G26516512zTKG)()(其中， 024013463512TTT,) 编程语句： ;);( ;)()(*)(););(*)/(/;/*kyukuKyTTkkyTT121251for0126564346504352、白噪声生成 利用乘同余法生成 U0,1均匀分布的随机数)(,mod)(,)(od,中18379226100151xAMUxkiii 利用 U0,1均匀分布的随机数生成正态分布的白噪声),()( 22106vivNk其中，标准差 分别取 0,0.1,0.5。 编程语句 ;);.(*);*;(),06FLOAT,MD12for05ksaiSigmv(k)xi/isaxiiksaik3、M 序列生成 用 M 序列作为辨识的输入信号，N 序列的循环周期取,时钟节拍 ，幅度 ,逻辑“0”为 a,逻辑6312PNec1t1a“1”为- a，特征多项式自选，如 。56sF)( 生成 M 序列的结构图C1 C2 C3 C4 C5 C6CPM(6)M(5)+M(4)M(3)M(2)M(1)M(0)6 编程语句 ; ;)()(;);() ;)(;)(,;akuMiiPforMkkthen10if00then2i15fr4、互相关函数的计算 PNriMz izkkR)()()(1其中， r 为周期数， 表示计算互相关函数所用的数据是从第二个Pi周期开始的，目的是等过程仿真数据进入平稳状态。5、c 的补偿补偿量 c 应取 ，不能取 。因为 是周期)(1PMzNR中)(PMzNR中)(kRMz函数，则有 ，故不能取 。)(0z6、计算脉冲响应估计值 脉冲响应估计值 cktaNkgMzP)()()21 脉冲响应估计误差 PNkkg g120120 )(中7、噪信比计算 噪信比定义 v(k)u(k) z(k)G(s) y(k)7噪信比 2yv其中， 为噪声方差， 为过程输出方差。2v 过程输出方差 的计算2y zdGjl)(11其中，积分围线 是 z 平面内沿逆时间方向的单位圆圆周。若定义l )()(11zAB式中 ,)( nzbzbzBaaA 2101 0则有 iniini kiiki kiikinii llybakababzdABjzdGj, ,;, )()( 102111210101002 11中中8、程序流程（供参考）启动定维输入数据 u(252)，输出数据（不含噪声）y(252)输出数据（含噪声）z(252) ，噪声数据 v(252)，M 序列M(7)互相关函数 R(63)，脉冲响应 g(63)，脉冲响应估计Eg(63)8赋初值过程仿真参数：K120, T 1=8.3, T2=6.2, T0=1.0生成 M 序列参数： a=1, P6, M(0), M(7)不能全为 0生成白噪声参数：M32768, A=179, x0=11人机对话噪声标准差： Sigma；生成数据周期数：r过程仿真生成 M 序列；生成白噪声；生成过程输入和输出数据计算脉冲响应估计值计算互相关函数；计算脉冲响应估计值计算脉冲响应估计误差计算脉冲响应理论值；计算脉冲响应估计误差计算过程噪信比计算噪声方差；计算过程输出数据方差打印实验结果脉冲响应估计曲线；数据分析；估计误差9三、实验步骤(1) 掌握相关分析辨识方法的基
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