<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">novtexmech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Мехатроника, автоматизация, управление</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1684-6427</issn><issn pub-type="epub">2619-1253</issn><publisher><publisher-name>Commercial Publisher «New Technologies»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17587/mau.18.604-611</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">novtexmech-476</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>МЕТОДЫ ТЕОPИИ АВТОМАТИЧЕСКОГО И АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПPАВЛЕНИЯ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>METHODS OF THE THEORY OF AUTOMATIC CONTROL</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Статистическая идентификация линейных динамических систем с использованием знакового аналого-стохастического квантования входного и выходного сигналов</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Statistical Identification of the Linear Dynamic Systems with the Use of the Sign-Function Analog-Stochastic Quantization of the Input and Output Signals</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Якимов</surname><given-names>В. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Yakimov</surname><given-names>V. N.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">yvnr@hotmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Батищев</surname><given-names>В. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Batyschev</surname><given-names>V. I.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">vib@list.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Машков</surname><given-names>А. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Mashkov</surname><given-names>A. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">mavstu@list.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Самарский государственный технический университет</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Samara State Technical University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2017</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>08</month><year>2018</year></pub-date><volume>18</volume><issue>9</issue><fpage>604</fpage><lpage>611</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Commercial Publisher «New Technologies», 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><license xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice" xlink:type="simple"><license-p>https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/article/view/476">https://mech.novtex.ru/jour/article/view/476</self-uri><abstract><p>Задача статистической идентификации импульсной переходной функции линейной динамической системы решается с использованием знакового аналого-стохастического квантования входного и выходного сигналов. Данный вид квантования позволил перейти от обработки многоразрядных отсчетов входного и выходного сигналов к обработке целочисленных отсчетов времени, определяемых сменой знака результата квантования. Получены соотношения для последовательного вычисления отсчетов импульсной переходной функции, которые не требуют предварительной оценки корреляционных функций.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The article describes a new approach to solving of the problem of the statistical identification of the impulse response function with the auto- and cross-correlation functions of a linear dynamic system in a digital form. This approach is based on the use of the sign-function analog-stochastic quantization as a primary analog-to-digital conversion of the input and output of the considered system. The basis of the sign-function stochastic quantization is the use of the random auxiliary signals, which perform the function of a threshold stochastic quantization. Sign-function analog-stochastic quantization allows a coarse binary quantization without a bias and regardless of the statistical properties of the investigated random signals. The binary representation of the input and output signals of the system made possible an analytical calculation of the operators of integration in the development of the digital algorithms for estimation of the impulse response functions. The main result of the use of the sign-function analog-stochastic quantization is the transition from processing of multi-bit samples of the input and output signals to processing of the integer values of the time intervals defined by the change of the sign of the quantization result. This improves the data processing in the identification system. The final algorithms obtained for the calculation of the digital samples of the impulse response function does not require preliminary estimates of a direct calculation of the auto- and cross-correlation functions. They can be used for an online identification in real-time. A practical application of these algorithms improves the performance of the digital statistical processing of the input and output signals of the system. A brief account of the algorithmic diagram is presented. It shows the sequence of the basic instructions to be performed for calculation of the samples of the impulse response function</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>статистическая идентификация</kwd><kwd>динамическая система</kwd><kwd>стохастическое квантование</kwd><kwd>знаковый сигнал</kwd><kwd>отсчет времени</kwd><kwd>statistical identification</kwd><kwd>dynamic system</kwd><kwd>random process</kwd><kwd>sign signal</kwd><kwd>time readout</kwd><kwd>stochastic quantization</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Алексеев А. А., Кораблев Ю. А., Шестопалов М. Ю. Идентификация и диагностика систем. М.: Издательский центр "Академия", 2009. 352 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Алексеев А. А., Кораблев Ю. А., Шестопалов М. Ю. Идентификация и диагностика систем. М.: Издательский центр "Академия", 2009. 352 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Методы классической и современной теории автоматического управления. Т. 1: Математические модели, динамические характеристики и анализ систем автоматического управления / Под ред. К. А. Пупкова, Н. Д. Егупова. М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 656 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Методы классической и современной теории автоматического управления. Т. 1: Математические модели, динамические характеристики и анализ систем автоматического управления / Под ред. К. А. Пупкова, Н. Д. Егупова. М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 656 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Методы классической и современной теории автоматического управления. Т. 2: Статистическая динамика и идентификация систем автоматического управления / Под ред. К. А. Пупкова, Н. Д. Егупова. М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 640 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Методы классической и современной теории автоматического управления. Т. 2: Статистическая динамика и идентификация систем автоматического управления / Под ред. К. А. Пупкова, Н. Д. Егупова. М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 640 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ljung L. System Identification: Theory for the User (2nd Edition). Prentice Hall PTR, 1999. 609 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ljung L. System Identification: Theory for the User (2nd Edition). Prentice Hall PTR, 1999. 609 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Isermann R., Mfinchhof M. Identification of Dynamic Systems. An Introduction with Applications. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011. 705.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Isermann R., Mfinchhof M. Identification of Dynamic Systems. An Introduction with Applications. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011. 705.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Wang L. Y., Zhao W. X. System identification: New paradigms, challenges, and opportunities // Acta Automatica Sinica. 2013. V. 39, N 7. P. 933-942.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Wang L. Y., Zhao W. X. System identification: New paradigms, challenges, and opportunities // Acta Automatica Sinica. 2013. V. 39, N 7. P. 933-942.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">He Q., Wang L. Y., Yin G. G. System identification using regular and quantized observations: Applications of large deviations principles. Springer New York, 2013. 95 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">He Q., Wang L. Y., Yin G. G. System identification using regular and quantized observations: Applications of large deviations principles. Springer New York, 2013. 95 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Wang L. Y., Zhang J. F., Yin G. G. System identification using binary sensors // IEEE Transactions on automatic control. 2003. Vol. 48, N. 11. P. 1892-1907.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Wang L. Y., Zhang J. F., Yin G. G. System identification using binary sensors // IEEE Transactions on automatic control. 2003. Vol. 48, N. 11. P. 1892-1907.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Casini M., Garulli A., Vicino A. Input design in worst-case system identification using binary sensors // IEEE Transactions on automatic control. 2011. Vol. 56, N. 5. P. 1186-1191.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Casini M., Garulli A., Vicino A. Input design in worst-case system identification using binary sensors // IEEE Transactions on automatic control. 2011. Vol. 56, N. 5. P. 1186-1191.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Guoa J., Zhao Y. Recursive projection algorithm on FIR system identification with binary-valued observations // Automatica. 2013. Vol. 49, N. 11. P. 3396-3401.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Guoa J., Zhao Y. Recursive projection algorithm on FIR system identification with binary-valued observations // Automatica. 2013. Vol. 49, N. 11. P. 3396-3401.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kan S., Yin G. G., Wang L. Y. Parameter estimation in systems with binary-valued observations and structural uncertainties // International journal of control. 2014. Vol. 87, N. 5. P. 1061-1075.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kan S., Yin G. G., Wang L. Y. Parameter estimation in systems with binary-valued observations and structural uncertainties // International journal of control. 2014. Vol. 87, N. 5. P. 1061-1075.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Depraetere B., Stoev J., Pinte G., Swevers J. Identification of linear systems with binary output measurements using short independent experiments // Mechanical systems and signal processing. 2015. Vol. 50-51, N. 1. P. 296-306.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Depraetere B., Stoev J., Pinte G., Swevers J. Identification of linear systems with binary output measurements using short independent experiments // Mechanical systems and signal processing. 2015. Vol. 50-51, N. 1. P. 296-306.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Keesman K. J. System Identification: An Introduction. Sprin-ger-Verlag London, 2011. 323 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Keesman K. J. System Identification: An Introduction. Sprin-ger-Verlag London, 2011. 323 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Max J. Methodes et techniques de traitement du signal et applications aux mesures physiques. Iss 1. Principes generaux et methodes classiques. Masson, 1981. 302 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Max J. Methodes et techniques de traitement du signal et applications aux mesures physiques. Iss 1. Principes generaux et methodes classiques. Masson, 1981. 302 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Якимов В. Н. Обобщенная математическая модель двухуровневого знакового преобразования // Техника машиностроения. 2000. № 4. С. 72-74.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Якимов В. Н. Обобщенная математическая модель двухуровневого знакового преобразования // Техника машиностроения. 2000. № 4. С. 72-74.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мирский Г. Я. Характеристики стохастической взаимосвязи и их измерения. М.: Энергоиздат, 1982. 320 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Мирский Г. Я. Характеристики стохастической взаимосвязи и их измерения. М.: Энергоиздат, 1982. 320 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Якимов В. Н. Цифровой корреляционный анализ на основе интервального представления результата знакового преобразования случайных процессов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2001. № 11. С. 61-66.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Якимов В. Н. Цифровой корреляционный анализ на основе интервального представления результата знакового преобразования случайных процессов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2001. № 11. С. 61-66.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Якимов В. Н. Структурное проектирование цифровых коррелометров для оперативного корреляционного анализа на основе знакового аналого-стохастического квантования // Измерительная техника. 2007. № 4. С. 6-11.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Якимов В. Н. Структурное проектирование цифровых коррелометров для оперативного корреляционного анализа на основе знакового аналого-стохастического квантования // Измерительная техника. 2007. № 4. С. 6-11.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Yakimov V. N. The structural design of digital correlometers for operational correlation analysis based on sign-function analog-stochastic quantization // Measurement Techniques. Publisher: Springer New York. 2007. Vol. 50, N. 4. P. 356-363.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yakimov V. N. The structural design of digital correlometers for operational correlation analysis based on sign-function analog-stochastic quantization // Measurement Techniques. Publisher: Springer New York. 2007. Vol. 50, N. 4. P. 356-363.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
