Алгоритмы и программное обеспечение параметрической идентификации многомерных динамических объектов на основе обобщенных временных характеристик

• Автор: Гаврилов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 165 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ПРОГРАММ ИДЕНТИФИКАЦИИ. КЛАССИФИКАЦИЯ ИДЕНТИФИЦИРУЕМЫХ ОБЪЕКТОВ

1.1. Современное состояние программного обеспечения идентификации

1.2. Классификация объектов идентификации. Характеристика методов идентификации

1.3. Особенности математического описания идентифицируемых объектов и общие понятия их идентификации

2. АЛГОРИТМЫ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ

ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

2.1. Идентификация линейных динамических объектов

2.1.1. Алгоритмы идентификации во временной области

2.1.2. Алгоритмы идентификации в частотной области

2.1.3. Алгоритмы идентификации двумерных линейных объектов
2.2. Идентификация нелинейных динамических объектов
2.2.1. Модель Гаммерштейна
2.2.2. Модель Винера
2.2.3. Модель общего вида
2.2.4. Модель с параллельным соединением моделей общего вида
2.3. Алгоритмы идентификации трехмерных динамических объектов с
произвольным видом перекрестных связей
3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ИДЕНТИФИКАЦИИ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ И СИСТЕМ
3.1. Назначение и основные требования к программному комплексу. Выбор среды программирования
3.2. Актуальность внедрения программного комплекса
3.3. Характеристика удобств пользователя
3.4. Разработка структурнофункциональной схемы комплекса
3.5. Синтез алгоритма работы программного комплекса
3.6. Реализация программного комплекса
3.6.1. Краткая инструкция пользования комплексом
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
4.1. Идентификация линейного одномерного объекта во временной области
4.2. Идентификация системы в частотной области
4.3. Идентификация линейного двумерного объекта во временной области
4.4. Экспериментальное исследование системы подчиненного
регулирования электропривода постоянного тока МЭЗОМАТИКА
4.4.1. Описание системы и ее идентификация
4.4.2. Математические модели элементов системы
4.4.2.1. Двигатель типа 3 МА
4.4.2.2. Тиристорный преобразователь типа 2ТТ3А
4.4.2.3. Датчики тока и скорости
4.4.3. Структурная схема системы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Среди широко распространенных пакетов ГОРАС, MATRIX*, CTRL-C и другие. Существует также операционная схема Math Work’s SYSTEM IDENTIFICATION TOOLBOX (“набор инструментов для идентификации систем”), которая может использоваться вместе с PC-MATLAR и PRO-MATLAB [1,]. В основном, все пакеты различаются структурой команд и меню, предлагаемых пользователю. Пакет ГОРАС предназначен для решения задач идентификации и разработан на факультет автоматического управления Института технологии университета Лунда. Это один из самых первых и широко используемых пакетов. Пакет ГОРАС предлагает структуры моделей по типу черного ящика с одним выходным и несколькими входными сигналами, причем для согласования с данными наблюдений используется “робастизированный” квадратичный критерий ошибки предсказания. Рассматривается также частный случай моделей по типу серого ящика при таком способе применения алгоритмов метода наименьших квадратов, что удается организовать эффективную проверку различных подструктур. Пакет управляется командами [1]. Система бифуркационного анализа АРИАДНА [8] с элементами идентификации предназначена для исследования нелинейных уравнений и проведения идентификации нелинейных систем на IBM PC - совместимых компьютерах. Отличительными особенностями этой программы являются символьная интерпретация и дифференцирование, автоматизация исследования уравнений и систем, исследования многопараметрических моделей и цветной графический интерфейс. С помощью системы MATRIXx [] можно находить решение систем линейных и нелинейных уравнений, осуществлять интерполирование, быстрое преобразование Фурье, вычисление интегралов и численное интегрирование дифференциальных уравнений, оптимизацию, моделирование и идентификацию систем. Система Parsec [] - параллельная среда имитационного моделирования и идентификации сложных систем. Среда состоит из грех основных компонентов: параллельного языка моделирования и идентификации, созданного на базе языка Си, графического пользовательского интерфейса и системы поддержки выполнения. Основное предназначение среды - моделирование и идентификация СБИС и беспроводных сетей. Одним из направлением в области программного обеспечения идентификации является разработка дополнительных компонентов-модулей для математических и статистических пакетов MathCAD 7. STATISTICA, Excel , Maple V, Derive, Mathematica и Matlab []. Каждый из таких модулей имеет свой язык программирования для описания систем и свои принципы построения моделей. Имеется также ряд недорогих систем ExtraCAD, TurboCAD, То-lalCAD, DesignCAD [6], предназначенных для домашнего применения пользо-вателями-непрофессионалами. Все эти системы также отличает “встроенный интерфейс прраммирования”. При проведении идентификации очень важной является обработка измерительных данных, особенно в режиме реального времени. Одним из примеров системы для такой обработки служит информационно-вычислительная система ЮТ(ЖМ1Х [7], которая позволяет выполнять спектральный анализ, фильтрацию и сбор данных с применением параллельно двух процессоров в режиме реального времени. Программное обеспечение создано на языке Си/Си-н- для операционных систем МБ-ЕЮБ, Vindows и ПеаБу. Для поддержки многозадачного режима реализован механизм обмена сообщениями, которые контролируют текущее состояние программ. Можно указать следующие типовые составляющие пакетов прикладных программ для идентификации. Обработка данных, фильтрация, построение графиков и т. Непараметрические методы идентификации: расчет корреляций, спектров, быстрого преобразования Фурье. Методы параметрической идентификации для различных модельных структур. Отображение свойств модели: диаграммы Боде, имитационное моделирование. Процедуры подтверждения. В процессе проведения идентификации может совершаться много переходов между программными средствами пп. Кроме того, нужно отметить проблему реализации программных средств. Здесь хотелось бы иметь полный набор средств в виде многомерных моделей, моделей черного ящика, физически параметризованных модельных структур.