分布參數(shù)系統(tǒng)辨識
[拼音]:fenbu canshu xitong bianshi
[外文]:identification of distributed parameter systems
根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來估計(jì)分布參數(shù)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型中的未知參數(shù)(常數(shù)或函數(shù))、未知邊值條件或未知邊界形狀的系統(tǒng)辨識方法。分布參數(shù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型由如下的狀態(tài)方程、邊界條件和初始條件組成:
狀態(tài)方程:e(u(x,t),x,t,a)=0 x∈Ω t∈[0,T]
邊界條件:b(u(x,t),x,t,a)=0 x∈?Ω t∈[0,T]
初始條件:c(u(x,0))=C0(x) x∈Ω式中Ω是系統(tǒng)的空間區(qū)域;?Ω表示空間區(qū)域Ω的邊界;[0,T]表示從零時(shí)刻到T時(shí)刻的時(shí)間區(qū)間;∈為屬于符號,a是未知參數(shù)。未知參數(shù)a被限制在允許的未知參數(shù)集A中。輸出方程是:z=Cu(x,t,a),式中C為觀測算子。此類辨識問題就是根據(jù)觀測值z來估計(jì)未知參數(shù)a。為了評價(jià)參數(shù)估計(jì)的好壞,選擇一個(gè)性能指標(biāo)J(a),于是分布參數(shù)系統(tǒng)的辨識問題就變?yōu)閮?yōu)化問題,即求╋∈A,使
式中╋就是所要求的估計(jì)參數(shù)。輸出誤差的平方常被用來作性能指標(biāo),即
式中╋為實(shí)際測量到的輸出,Cu(x,t,a)為根據(jù)模型算出的輸出,‖?‖為在觀測空間中的范數(shù)。選擇?作為模型的參數(shù)就意味著該模型最接近真實(shí)系統(tǒng),因而也就完成了對模型參數(shù)a的辨識。
根據(jù)未知參數(shù)所處地位的不同,分布參數(shù)系統(tǒng)辨識又可分為:
(1)未知系數(shù)的辨識,指未知參數(shù)含在狀態(tài)方程的系數(shù)中;
(2)未知邊值條件的辨識,指未知參數(shù)含在邊值條件中;
(3)未知邊界形狀的辨識,指未知參數(shù)為描寫邊界形狀的幾何變量,此時(shí)的優(yōu)化問題又稱為最優(yōu)設(shè)計(jì)問題;
(4)未知初值條件的辨識,指未知參數(shù)為初始狀態(tài),此類辨識一般稱為狀態(tài)估計(jì)問題。
分布參數(shù)系統(tǒng)辨識的算法大體上可分為兩類。一類是直接對分布參數(shù)模型(狀態(tài)空間為無窮維)用優(yōu)化方法。另一類是首先用集中參數(shù)系統(tǒng)模型近似地表示分布參數(shù)系統(tǒng)模型,然后用集中參數(shù)系統(tǒng)辨識的算法來求解。
在用優(yōu)化方法求解分布參數(shù)系統(tǒng)的辨識問題時(shí),如果優(yōu)化問題存在解,且此解具有唯一性,并對觀測數(shù)據(jù)具有連續(xù)的依賴性,則稱該系統(tǒng)是可辨識的。這種性質(zhì)就稱為可辨識性。
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標(biāo)簽:fenbu canshu xitong bianshi、分布參數(shù)系統(tǒng)辨識
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