Active parametric identification of Gaussian linear discrete system based on experiment design

Бесплатный доступ

The application of methods of theory of experiment design for the identification of dynamic systems allows the researcher to gain more qualitative mathematical model compared with the traditional methods of passive identification. In this paper, the authors summarize results and offer the algorithms of active identification of the Gaussian linear discrete systems based on the design inputs and initial states. We consider Gaussian linear discrete systems described by state space models, under the assumption that unknown parameters are included in the matrices of the state, control, disturbance, measurement, covariance matrices of system noise and measurement. The original software for active identification of Gaussian linear discrete systems based on the design inputs and initial states are developed. Parameter estimation is carried out using the maximum likelihood method involving the direct and dual procedures for synthesizing A- and D- optimal experiment design. The example of the model structure for the control system of submarine shows the effectiveness and appropriateness of procedures for active parametric identification.

Еще

Parameter estimation, maximum likelihood method, kalman filter, experiment design, (fisher) information matrix

Короткий адрес: https://sciup.org/147159374

IDR: 147159374   |   DOI: 10.14529/mmp160208

Список литературы Active parametric identification of Gaussian linear discrete system based on experiment design

  • Кашьяп, Р.Л. Построение динамических стохастических моделей по экспериментальным данным/Р.Л. Кашьяп, А.Р. Рао. -М.: Наука, 1983.
  • Льюнг, Л. Идентификация систем: Теория пользователя/Л. Льюнг. -М.: Наука, 1991.
  • Цыпкин, Я.З. Информационная теория идентификации/Я.З. Цыпкин. -М.: Наука, 1995.
  • Walter, E. Identification of Parametric Models from Experimental Data/E. Walter, L. Pronzato. -Berlin: Springer-Verlag, 1997.
  • Mehra, R.K. Optimal Input Signals for Parameter Estimation in Dynamic Systems: Survey and New Results/R.K. Mehra//IEEE Trans. on Automat. Control. -1974. -V. 19, № 6. -P. 753-768.
  • Круг, Г.К. Планирование эксперимента в задачах идентификации и экстраполяции/Г.К. Круг, Ю.А. Сосулин, В.А. Фатуев. -М.: Наука, 1977.
  • Овчаренко, В.Н. Планирование идентифицирующих входных сигналов в линейных динамических системах/В.Н. Овчаренко//Автоматика и телемеханика. -2001. -№ 2. -C. 75-87.
  • Jauberthie, C. An Optimal Input Design Procedure/C. Jauberthie, L. Denis-Vidal, P. Coton, G. Joly-Blanchard//Automatica. -2006. -V. 42. -P. 881-884.
  • Воевода, А.А. Использование информационной матрицы Фишера при выборе сигнала управления для оценки параметров моделей динамики и наблюдения объектов невысокого порядка/А.А. Воевода, Г.В. Трошина//Сб. науч. тр. НГТУ. -Новосибирск, 2006. -№ 3 (45). -C. 19-24.
  • Alexandrov, A.G. Finite-Frequency Method of Identification/A.G. Alexandrov//Preprints of 10th IFAC Symposium on System Identification. -1994. -V. 2 -P. 523-527.
  • Александров, А.Г. Конечно-частотная идентификация: динамический алгоритм/А.Г. Александров, Ю.Ф. Орлов//Проблемы управления. -2009. -№ 4. -С. 2-8.
  • Денисов, В.И. Активная идентификация стохастических линейных дискретных систем во временной области/В.И. Денисов, В.М. Чубич, О.С. Черникова//Сибирский журнал индустриальной математики. -2003. -Т. 6, № 3. -С. 70-87.
  • Денисов, В.И. Активная параметрическая идентификация стохастических линейных дискретных систем в частотной области/В.И. Денисов, В.М. Чубич, О.С. Черникова//Сибирский журнал индустриальной математики. -2007. -Т. 10, № 1. -С. 71-89.
  • Активная параметрическая идентификация стохастических линейных систем: монография/В.И. Денисов, В.М. Чубич, О.С. Черникова, Д.И. Бобылева. -Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2009.
  • Чубич, В.М. Оптимальное оценивание параметров моделей гауссовских линейных дискретных систем на основе планирования начальных условий/В.М. Чубич, О.С. Черникова//Научный вестник НГТУ. -2013. -№ 3 (16). -С. 15-22.
  • Чубич, В.М. Вычисление информационной матрицы Фишера в задаче активной параметрической идентификации стохастических нелинейных дискретных систем/В.М. Чубич//Научный вестник НГТУ. -2009. -№ 1 (34). -С. 23-40.
  • Чубич, В.М. Информационная технология активной параметрической идентификации квазилинейных дискретных систем/В.М. Чубич//Информатика и ее применение. -2011. -Т. 5, № 1 (34). -С. 46-57.
  • Чубич, В.М. Планирование начальных условий в задаче активной параметрической идентификации гауссовских линейных дискретных систем/В.М. Чубич//Научный вестник НГТУ. -2011. -№ 1 (42). -С. 39-46.
  • Ермаков, С.М. Математическая теория оптимального эксперимента/С.М. Ермаков, А.А. Жиглявский. -М.: Наука, 1987.
  • Веремей, Е.И. Линейные системы с обратной связью/Е.И. Веремей. -СПб.: Лань, 2013.
  • Чубич, В.М. Программная система активной параметрической идентификации стохастических динамических систем APIS/В.М. Чубич, О.С. Черникова, Е.В. Филиппова//XI Междунар. конф. Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП-2012. -2012. -Т. 6. -С. 66-73.
Еще
Статья научная