ident_lab1
.pdf
2.3. Заменим входной сигнал ПСДС на нормальный белый шум с дисперсией равной 1.
Параметрическая идентификация, МИП Длина реализации: 1000
Порядок ПФ объекта: 1/1
Числитель фильтра: 0,0391691147142135 0,0391873894470051
Знаменатель фильтра: 1 -0,95859616067575
Числитель объекта: 0,0391831436507004 0,039228542974775
Знаменатель объекта: 1 -0,958940416644816
Функция потерь:0,00118260188744188
СКО = 0,00711
11
Представим результаты пунктов 2.1.-2.3. в виде таблицы:
Значения |
b0 |
b1 |
a1 |
СКО |
|
действительные |
0,039216 |
0,039216 |
-0,960784 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
при ступенчатом входном |
0,044352 |
0,044352 |
-0,955404 |
0,0203 |
|
сигнале |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
при входном сигнале ПСДС |
0,039202 |
0,039204 |
-0,960786 |
0,000348 |
|
|
|
|
|
|
|
при входном сигнале |
0,039183 |
0,039229 |
-0,958940 |
0,00711 |
|
«нормальный белый шум» |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Из таблицы видно, что наиболее близкие к реальным значениям параметров оценки были получены при входном сигнале ПСДС, наиболее сильно отличались от действительных значений оценки при ступенчатом входном сигнале. Наименьшее значение СКО достигается при входном сигнале ПСДС, наибольшее – при ступенчатом входном сигнале.
Сравнивая полученные результаты с результатами пункта 1.1., можно сделать вывод, что наличие помехи привело к получению менее точных оценок параметров и более большого значения СКО.
2.4. Для модели колебательного звена в дискретной области проведем оценивание с помощью МИП, в качестве сигнала помехи используя ступенчатое воздействие, и в качестве входного сигнала ступенчатое воздействие.
При нулевой амплитуде сигнала подберем разброс шума, при котором нет превышения 0,1 от 10, то есть нет превышения пределов ±1 от нуля на графике:
12
При единичной амплитуде сигнала генератора:
Параметрическая идентификация, МИП Длина реализации: 3000 Порядок ПФ объекта: 2/2 Числитель фильтра: 0,000221914734753192 0,000221914734753192 0,000221914734753192
Знаменатель фильтра: 1 -1,90213682060944 0,902168799782619
Числитель объекта: 0,00307968776835577
13
0,00307968776835577
0,00307968776835577
Знаменатель объекта: 1 -1,97543596345486 0,97632484495797
Функция потерь:3,87223750272544 СКО = 8,234
Если сделали по алгоритму, но вдруг очень большая функция потерь, то последовательно жмем: моделировать – анализ – метод - расчет, снова смотрим, не подходит – опять последовательно жмем. Возможны случайные изменения функции потерь от бесконечности до очень маленьких чисел; желательно подобрать наиболее близкое к нулю.
2.5. Заменим ступенчатый входной сигнал на ПСДС:
Параметрическая идентификация, МИП Длина реализации: 3000 Порядок ПФ объекта: 2/2 Числитель фильтра: 0,000249966529040586 0,000498586059491032 0,000242653450094575
Знаменатель фильтра: 1 -1,99674660757671 0,996848494111476
Числитель объекта: 0,000248068421968544 0,000497919777880374 0,000246848592532088
Знаменатель объекта:
14
1 -1,99594925614237 0,996049164451163
Функция потерь:0,0812871563426927 СКО = 0,0175
2.6. Заменим входной сигнал ПСДС на нормальный белый шум:
Параметрическая идентификация, МИП Длина реализации: 3000 Порядок ПФ объекта: 2/2 Числитель фильтра: 0,000249295523242223 0,000497905060913746 0,000247677763994531
Знаменатель фильтра: 1 -1,99956596997393 0,999688143835089
Числитель объекта: 0,000250066837165436 0,000498980089272176 0,000249773696873249
Знаменатель объекта: 1 -1,99629574618054 0,996414282862302
Функция потерь:0,0806744148222815 СКО = 0,0639
Представим результаты оценивания параметров колебательного звена пунктов 2.4.-2.6. в виде таблицы:
15
Значения |
b0 |
b1 |
b2 |
a1 |
a2 |
СКО |
действительные |
0,000249 |
0,000498 |
0,000249 |
-1,995908 |
0,996008 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
при ступенчатом входном |
0,003080 |
0,003080 |
0,003080 |
-1,975436 |
0,976325 |
8,234 |
сигнале |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-1,995949 |
|
|
при входном сигнале ПСДС |
0,000248 |
0,000498 |
0,000247 |
0,996049 |
0,0175 |
|
|
|
|
|
|
|
|
при входном сигнале |
0,000250 |
0,000499 |
0,000250 |
-1,996296 |
0,996414 |
0,0639 |
«нормальный белый шум» |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Из таблицы видно, что наиболее близкие к реальным значениям параметров оценки были получены при входном сигнале ПСДС и входном сигнале «нормальный белый шум». Наименьшее значение СКО достигается при входном сигнале ПСДС, наибольшее – при ступенчатом входном сигнале.
Сравнивая полученные результаты с результатами пункта 1.2., можно сделать вывод, что наличие помехи привело к получению менее точных оценок параметров а1 и а2
иболее большого значения СКО.
Сточки зрения порядка объекта, если сравнить значения СКО в таблицах к пунктам 2.1.-2.3. и 2.4.-2.6., можно сказать, что при одинаковых входных сигналах значения СКО больше для системы с колебательным звеном, чем для системы с инерционным звеном.
3.1. Для модели инерционного звена в дискретной области проведем оценивание с помощью расширенного матричного метода, в качестве входного сигнала используя ступенчатое воздействие, а в качестве сигнала помехи - нормальный белый шум.
(Соблюдаем правило, что амплитуда шума была в пределах ±0,2 от 2, либо путем уменьшения разброса шума, либо уменьшением коэффициентов числителя ПФ шума в одинаковое число раз)
16
Параметрическая идентификация, РММ Длина реализации: 1000 Порядок ПФ объекта: 1/1 Порядок ПФ шума: 1/1 Числитель объекта: 0,493596594430104 0,493596594430104
Знаменатель объекта: 1 -0,503956066451575
Числитель ПФ шума: 1 -0,086191869425159
Знаменатель ПФ шума: 1 -0,701618871831246
Функция потерь:0,0531432380827305
3.2. Заменим сигнал помехи «нормальный белый шум» на «равномерный белый шум».
17
Параметрическая идентификация, РММ Длина реализации: 1000 Порядок ПФ объекта: 1/1 Порядок ПФ шума: 1/1 Числитель объекта: 0,0332773286145318 0,0332773286145318
Знаменатель объекта: 1 -0,964641695895136
Числитель ПФ шума: 1 0,163131161346841
Знаменатель ПФ шума: 1 0,184229825680043
Функция потерь:0,012132223767647
СКО = 0,128 (нужно для этого подраздела – см. пункт 3)
3.3. Заменим сигнал помехи «равномерный белый шум» на ПСТС.
Уменьшим коэффициенты числителя модели шума в одинаковое число раз (у ПСТС нет разброса, чтобы его уменьшить), чтобы амплитуда шума была в пределах ±0,2 от 2:
18
:
Параметрическая идентификация, РММ Длина реализации: 1000 Порядок ПФ объекта: 1/1 Порядок ПФ шума: 1/1 Числитель объекта: 0,0322879782474308 0,0322879782474308
Знаменатель объекта: 1 -0,966359794186803
Числитель ПФ шума: 1 0,0093291828412998
Знаменатель ПФ шума: 1 0,236567725888144
Функция потерь:0,00846998846066935
3.4. Заменим сигнал помехи «ПСТС» на гармонический сигнал (синусоидальный). Прежде при нулевой амплитуде сигнала генератора поменяем круговую частоту и амплитуду сигнала генератора шума, чтобы шум не выходил за пределы ±0,2 от нуля:
19
При единичной амплитуде сигнала генератора:
Параметрическая идентификация, РММ Длина реализации: 1000 Порядок ПФ объекта: 1/1 Порядок ПФ шума: 1/1 Числитель объекта: 0,0211085922150667 0,0211085922150667
Знаменатель объекта: 1 -0,971310522268652
Числитель ПФ шума: 1 0,000121664412049835
Знаменатель ПФ шума:
20
