Структурно-параметрическая идентификация линейных динамических объектов

Рассматривается задача структурно-параметрической идентификации линейных стационарных динамических объектов в условиях проведения активных экспериментов. Исследуется вопрос об адекватности динамических моделей, построенных на основе анализа реакции объекта на типовое тестовое воздействие. Приведенные исследования позволяют сформулировать важные методологические положения, которые рекомендуется учитывать в новых разработках алгоритмов активной идентификации.

Показано, что в реальных условиях действия помех классическая методология построения передаточной функции объекта посредством анализа данных единичного эксперимента, т. е. отклика на тестовое воздействие, может давать неверные результаты. В связи с этим предлагается другой подход — формировать базу экспериментальных данных исходя из серии идентификационных экспериментов и на ее основе исследовать динамическую структуру свободных и вынужденных движений объекта. Идейную основу данного подхода составляют следующие решения: принцип " зондирования" пространства состояний объекта в целях определения его динамического порядка; использование механизма возбуждения свободных движений в объекте посредством финитных управляющих воздействий; применение интегрально-операторной формы представления динамики объекта, позволяющей избежать необходимости дифференцирования входного и выходного сигналов; использование аппарата линейной регрессии для параметрической идентификации передаточной функции объекта.

На основе данного подхода разработан и исследован новый метод структурно-параметрической идентификации линейных стационарных динамических объектов. Представленные результаты и компьютерная апробация в среде MATLAB показали работоспособность и эффективность данного метода идентификации.

1. Сейдж Э. П. Мелса Дж. Л. Идентификация систем управления. М.: Наука, 1974. 248 с.

2. Гроп Д. Методы идентификации систем. М.: Мир, 1979. 302 с.

3. Дейч А. М. Методы идентификации динамических объектов. М.: Энергия, 1979. 240 с.

4. Современные методы идентификации систем / Под ред. П. М. Эйкхоффа. М.: Мир, 1983. 400 с.

5. Льюнг Л. Идентификация систем. Теория для пользователя. М.: Наука, 1991. 432 с.

6. Толчеев В. О., Ягодкина Т. В. Методы идентификации линейных одномеpных динамических систем. М.: МЭИ, 1997. 108 с.

7. Фатуев В. А., Каргин А. В., Понятский В. М. Структурно-параметрическая идентификация динамических систем. Тула: Изд-во ТулГУ, 2003. 156 с.

8. Методы классической и совpеменной теоpии автоматического упpавления. В 5 тт. Т. 2: Статистическая динамика и идентификация систем автоматического упpавления / Под pед. К. А. Пупкова и Н. Д. Егупова. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 646 с.

9. Семенов А. Д., Аpтамонов Д. В., Бpюхачев А. В. Идентификация объектов упpавления. Пенза: Изд-во ПГУ, 2003. 211 с.

10. Дилигенская А. Н. Идентификация объектов управления. Самаpа: СГТУ, 2009. 136 с.

11. Алексеев А. А., Коpаблев Ю. А., Шестопалов М. Ю. Идентификация и диагностика систем. М.: Изд. центp "Академия", 2009. 352 с.

12. Коновалов В. И. Идентификация и диагностика систем. Томск: Изд-во ТПУ, 2010. 156 с

13. Ефимов С. В., Замятин С. В., Гайворонский С. А. Структурно-параметрическая идентификация объекта управления на основе характеристик переходного процесса // Известия ТПУ. 2010. Т. 317. № 5. С. 107—112.

14. Карташов В. Я., Карташова Л. В., Самойленко С. С. Структурно-парамет-рическая идентификация динамических объектов в режиме реального времени // Вестник Кемеровского государственного университета. 2015. Т. 1. № 1(61). С. 13—18.

15. Овчаренко В. Н. Структурно-параметрическая идентификация линейной динамической системы с постоянными параметрами // Автоматика и телемеханика. 2020, № 1. С. 3—16.

16. Филимонов А. Б., Филимонов Н. Б. Стpуктуpно-паpаметpическая идентификация динамических объектов // Изв. вузов. Пpибоpостpоение. 1993. № 1. С. 33—38.

17. Филимонов А. Б., Филимонов Н. Б. О неpобастности алгоpитмов паpаметpической идентификации в условиях помех // Мехатроника, автоматизация, управление. 2008. № 12. С. 2—6.

18. Голубов Б. И., Ефимов А. В., Скворцов В. А. Ряды и преобразования Уолша: теория и применения. М.: Изд-во ЛКИ, 2008. 208 с.