Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Проведення структурної та параметричної ідентифікації складних об`єктів та систем
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
О
Факультет:
КН
Кафедра:
Кафедра САПР
Інформація про роботу
Рік:
2010
Тип роботи:
Звіт до лабораторної роботи
Предмет:
Основи автоматизованого проектування
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет «Львівська політехніка»
кафедра САПР
ЗВІТ
до лабораторної роботи №3
на тему:
«Проведення структурної та параметричної ідентифікації складних об`єктів та систем»
з курсу:
«Основи автоматизованого проектування
складних об’єктів і систем»
Львів 2010
1 МЕТА РОБОТИ
• вивчити методологію та основні етапи рішення задачі ідентифікації для СОС
• отримати навики проведення структурної ідентифікації математичних моделей об`єктів
• отримати навики по вибору метода параметричної ідентифікації і порядку її проведення
2 КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНI ВIДОМОСТI
2.1 Основи задачі ідентифікації СОС Задача ідентифікації, яка полягає в визначенні структури і параметрів об`єкта, виникає в двох випадках:
• при формуванні моделей з метою глибшого пізнання об`єктів і систем;
• при формуванні моделей з метою управління об`єктом чи системою.
Взаємодія довільного об`єкта з середовищем (для двох приведених випадків) може бути представлена наступною схемою.
Суттєвою особливістю побудови моделей першого типу являється необхідність відображення механізмів об`єкта або явища в структурі оператора Fo , тобто всіх пичинно-наслідкових зв`язків об`єкта, виявлених в процесі ідентифікації.
В другому випаду в процесі ідентифікації повинна бути створена модель, котра могла б задовільняти вимогам управління. Вона може і не відображати внутрішніх механізмів об`єкта, а тільки константувати наявність певного формального зв`язку між входом і виходом. Метою управління являється перевід об`єкта в певний необхідний стан - розбивається на два етапи : 1) синтез адекватної моделі об`єкта ; та 2) синтез управління на основі цієї моделі.
Взаємодія між об`єктом, що ідентифікується і середовищем здійснюється по каналах Х та У, а управління - по U. По Х середовище діє на об`єкт, а по У - об`єкт діє на середовище. По Х` - управляючий пристрій отримує неуправляєму, но контролюєму складову зі сторони середовища. Для зворотнього зв`язку, інформація по каналі У` попадає на управляючий пристрій. Загальний зв`язок між вхідними та вихідними параметрами можна умовно записати у вигляді:
У=Fо(X) або Y=Fo(X,U), (1)
При цьому, задача ідентифікації зводиться до визначення (синтеза) модельного оператора F , що зв`язує вхід і вихід об`єкта, тобто в отриманні оцінки Fo. Очевидно необхідно, щоб F був близьким до Fo відносно деякого критерію.
Задача ідентифікації, як задача побудови оператора моделі що відображає якісні і кількісні сторони об`єкта, може бути сформульована та відповідно розвязуватись трьома різними підходами (рис. 2):
1. Для статичних нестохастичних (детермінованих) об`єктів в задачах ідентифікації застосовується теорія наближення функцій многочленами. Цей напрямок пов`язаний з представленням функцій у вигляді розкладу по деякій системі функцій (найчастіше по системі поліномів). Теорія наближення має дві гілки - теорію апроксимації та теорію інтерполяції. Остання відрізняється тим, що інтерполююча функція співпадає з початковою в заданій кількості точок.
2. Для ідентифікації статичних, але стохастичних об`єктів застосовуються методи математичної статистики. Цей підхід включає два напрямки - теорію оцінювання та теорію планування експериментів. Остання використовується для підвищення ефективності ідентифікації. А основною задачою теорії оцінювання являється оцінка параметрів об`єкта по пасивних спостереженнях в умовах випадкових завад.
3. Для ідентифікації динамічних об`єктів в режимі реальної експлуатації (при дії випадкових збурень і завад) використовуються методи теорії систем автоматичного управління (методи автоматичного управління - МАУ).
Об`єкт ідентифікації. Апріорна та апостеріорна інформації. В загальному випадку об`єкт ідентифікації представляється у вигляді багатополюсника, астина входів якого
неконтрольована E. Однак всі входи представляють собою дію зовнішнього середовища на об`єкт і являються певними визначеними функціями стану середовища і часу, тобто
У=Fo(X(t),E(t)) (2)
Неконтрольований фактор Е(t) розглядається як випадкова завада, котра утруднює визначення оператора моделі F.
Всі дані про об`єкт, які необхідні для проведення процедури ідентифікації, розділяються на два види: апріорні А=< α, β, χ, δ > і апостеріорні В=< X, Y> .
Апріорна інформація –це , якою необхідно володіти ще до спостережень входів і виходів об`єкта, характеризує загальну структуру об`єкта. Вона визначається чотирьома ознаками :
1. Ознака динамічності α. Якщо поведінка об`єкта залежить від його попередніх вхідних станів- об`єкт динамічний (α=1), в противному - статичний (α=0).
2. Ознака стохастичності β. Якщо вихідні параметри об`єкта залежать від неконтрольованих входів, або сам об`єкт містить неконтрольоване джерело - об`єкт стохастичний (β=1), в противному - детермінований (β=0).
3. Ознака нелінійності χ. Якщо реакція об`єкта на два довілні вхідні стани не еквівалентна сумі реакцій на кожний з цих станів - об`єкт нелінійний (χ=1), в противному - лінійний (χ=0).
4. Ознака дискретності δ. Якщо входи і виходи об`єкта зміюються або вимірюються в дискретні проміжки часу - об`єкт дискретний (δ=1), в противнму - неперервний (δ=0).
Апріорна інформація хоч і проясняє вигляд моделі, але не вказує на характер динамічності, нелінійності та стохастичності.
Апостеріорна інформація має не якісний, як апріорна, а кількісний характер, тобто містить результати спостережень входів X={x1, x2, ..., xn} і виходів Y={y1, y2 , ..., ym} об`єкта. Ця інформація достатньо повно характеризує об`єкт для його ідентифікації і в основному вона використовується при визначенні методів та підходів ідентифікації.
2.5 Порядок проведення структурної ідентифікації :
1. виділення об`єкта із середовища ;
2. ранжування входів і виходів об`єкта по степені їх впливу на поведінку об`єкта ;
3. визначення раціонального числа входів і виходів об`єкта, котрі необхідно враховувати ;
4. визначення характеру зв`язку між входами і виходами моделі, тобто визначення вида оператора F.
Ранжування входів і виходів об`єкта. Для визначення структури моделі об`єкта, представленого у вигляді багатополюсника, необхідно вияснити які входи і виходи будуть включені в його модель. Для цього перш за все виділяють всіх можливих претендентів на роль входів і виходів, а далі із них виділяютьнайбільш суттєві, які і формують багатополюсник моделі.
Вибір претендентів на входи, виходи і управляючі фактори ( Х , Y , U ) повинен задовільняти наступним вимогам :
• вибираються тільки ті фактори, стан котрих впливає на реалізацію цілі в об`єкті;
• стан кожного і-го фактору повинен просто і надійно контролюватись (вимірюватись).
Виходячи з цього формується ряд претендентів, які можуть і не ввійти в модель. Скласти таку проранжовану послідовність факторів при відсутності моделі об`єкта можна, наприклад, за допомогою спеціалістів-експертів.
Для ранжування всіх факторів моделі можна використати, наприклад, метод експертних оцінок. Суть методу заключається в тому, що шляхом тестувань експерти-спеціалісти присвоюють певним параметрам (вхідним, вихідним і управляючим) різні ранги по степені їх впливу на один чи декілька критеріїв.
Даний метод має дві модифікації :
1. метод безпосереднього ранжування;
2. метод парних порівнянь.
В першому випадку експерти відразу присвоюють факторам ранги. Другий метод використовує парне ранжування факторів, що спрощує задачу експерта, однак вимагає подальшої обробки ряда для його повного ранжування.
3. ВИКОНАННЯ ЗАВДАННЯ
4. ВИСНОВОК
На цій лабораторній роботі я вивчила методологію та основні етапи рішення задачі ідентифікації для СОС. Отримала навики проведення структурної ідентифікації математичних моделей об`єктів, а також отримала навики по вибору метода параметричної ідентифікації і порядку її проведення
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора