15

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛ1ТЕХН1ЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІНСТИТУТ КОМП'ЮТЕРНИХ СИСТЕМ

КАФЕДРА КОМП'ЮТЕРИЗОВАНИХ СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ

Методичні вказівки

до виконання курсової роботи

"Непараметрична ідентифікація об'єкта управління"

з дисципліни

"Моделювання неперервних систем" для магістрантів з спеціальності 8.05020101 – “«Комп’ютеризовані системи управління та автоматика»

ОДЕСА ОНПУ 2012

Методичні вказівки до виконання курсової роботи "Непараметрична ідентифікація об'єкта управління" з дисципліни "Моделювання неперервних систем" для магістрантів з спеціальності з спеціальності 8.05020101 – «Комп’ютеризовані системи управління та автоматика» / Укл. В.Д. Павленко – Одесса: ОДПУ, 2012. – 14 с.

Укладач: В.Д. Павленко, канд. техн. наук, ст. науковий співробітник, доцент каф. "Комп'ютеризовані системи управління"

Затверджено на засіданні кафедри

"Комп'ютеризовані системи управління"

Протокол №1 від 28.08.2012

Содержание

Введение Теоретический материал 2. Описание численного эксперимента и его программная реализация 3. Требования к оформлению результатов моделирования 4. График выполнения курсовой работы 5. Контрольные вопросы Литература Приложение. Функция ftf1c, реализующая алгоритм быстрого преобразования Фурье

4 5 7 10 11 11 12 13

Введение

Решение задач управления, как в технических, так и в других областях человеческой деятельности тесно связано с вопросами математического моделирования, то есть с построением модели и изучением на ней закономерностей функционирования объекта. Без знания с достаточной точностью характеристик и параметров (математической модели) сложного объекта невозможно организовать качественное управление им.

Для построения математической модели динамического объекта возможны два принципиально различных подхода [1]:

1. Теоретические методы получения математического описания физических, физико–химических процессов, протекающих в объекте.

2. Экспериментальные методы получения математического описания – идентификация объектов.

Однако, во многих случаях математическая модель, полученная с помощью теоретических исследований процессов, протекающих в объекте, может быть не адекватной реальному объекту. В результате этого значительно снижается эффективность управления объектом. Непосредственная же оценка параметров и характеристик объекта не представляется возможной – она осуществляется косвенно, через измеренные в результате эксперимента входные и выходные сигналы объекта. Кроме того, измерения входных и выходных сигналов осуществляются в реальных условиях, характеризующихся действием всевозможных шумов и помех. В этом случае использование традиционных детерминированных подходов и корреляционной теории может не привести к цели из–за некорректной постановки задачи [1, 2].

Указанные обстоятельства обусловили возникновение и развитие одного из важных направлений теории управления и моделирования – идентификацию систем.

Идентификацией динамического объекта называется получение (уточнение) по экспериментальным данным математической модели объекта или процесса посредством того или иного математического аппарата [1–5]. Иными словами под идентификацией понимают процесс построения математической модели, устанавливающей закономерность между входными и выходными переменными объекта, которая дает возможность определить с заданной точностью выходную переменную объекта–оригинала по его входным переменным. Основой для создания модели изучаемого объекта служат результаты измерений входных и выходных переменных объекта, и решение задачи идентификации связано с получением этих экспериментальных данных и их обработкой с учетом шумов измерений.

Для объектов, относительно которых отсутствует какая–либо априорная информация (объектов типа “черный ящик”), используются методы непараметрической идентификации (прямые методы) [1,2]. При этом определяются дискретные значения динамических характеристик в конечном числе точек, путем подачи специальных пробных сигналов заданной формы (активный эксперимент) или находятся решения соответствующих уравнений статистической динамики (пассивный эксперимент) [1]. Активные методы идентификации неприменимы в режиме нормальной эксплуатации объекта и в этом случае используют пассивные методы, основанные на статистической обработке наблюдаемых сигналов (корреляционном анализе).

Целью курсовой работы (КР) является закрепление знаний в области непараметрической идентификации линейных объектов управления в виде импульсной переходной (весовой) функции; овладение навыками численного определения импульсной переходной характеристики объекта управления по данным эксперимента "вход–выход" с учетом шумов измерений; приобретение навыков непараметрической идентификации объекта управления с использованием алгоритма быстрого преобразования Фурье; исследование эффективности применения метода регуляризации некорректных задач при непараметрической идентификации линейного объекта; научиться анализировать полученные результаты исследований; закрепление знаний в области методов вычислений и программирования.