Идентификация нелинейных динамических объектов при апериодическом входном воздействии Еид Муса

Введение к работе

Актуальность теш. В настоящее Бремя в связи с развитием и вершенствованием средств измерительной и вычислительной техни-, разработкой новых методов анализа сигналов, моделирования и ентификацин объектов, появляются новые поколения интеллекту-ьных измерительных приборов и систем, в которых алгоритм из -рения формируется на основе априорной и апостериорной информа-и о свойствах объекта измерений, внешних влияющих факторов и блиотеки адекватных им измерительных алгоритмов. В связи с им возникает задача разработки алгоритмического, методическо-, программного и метрологического обеспечения как для созда-я, так и эксплуатации подобных измерительных систем, основой строения которых является измерительно-вычислительные комплек-(ИВК).

Банки знаний подобных интеллектуальных средств должен вклга гь набор адекватных моделей объектов измерений, а также эйств системного оборудования используемого в ИЕК.-

Последние модели необходимы для оценки оффективности ис-яьзуемых измерительных'процедур, а также для выполнения мет-погической самоаттестации в процессе их применения.

. Выбор адекватных моделей технических объектов и довери-пыюе оценивание их характеристик осуществляется с использова-зм современных методов идентификации, которые могут рчвсмат-ваться как одно из направлений интеллектуальных измерений.

Существующие методы идентификации динамических объектов л апериодическом входном воздействии в основном предназначены it исследования линейных систем. В связи с этим задача разра-гки алгоритмов идентификации, предназначенных для анализа эйств, как линейных так и нелинейных объектов и ориентирован-с на вычислительные и измерительные ресурсы современных ИЗК.

Цель и запачи работы - разработка машинно-ориентированных годов идентификации нелинейных динамических объектов (ГДО) и здание in их осново -иторитмического и программного обеспече-j для выполнение процедуры идентификации при детерминирован-f. апериодическом входном воздействии (ABB) средствами ИВК;

-проведение рсесторсннсго исследования составляхг^т;их релуль-

тирующей погрешности процесса идентификации ЩО;

разработка инженерной методики для идентификации определенного класса объектов, представленных моделями Винера, Гам-мерштейна и Гашерштейна-Винера;

использование разработанных алгоритмов и методов для исследования измерительных преобразователей приборов медико-биоло гического назначения.

.Методы исследования. В диссертации использованы математические методы теории измерений, а также методы математической статистики, теории вероятностей, теории анализа динамических систем, цифрового моделирования, биологических и медицинских исследований.

Научная новизна. Основные научные результаты, выдвигаемые на защиту, состоят в том, что:

1. разработана новая классификация методов динамической идентификации (ДИ) НДО на основе обобщенной процедуры ДИ;

2. разработаны оригинальные алгоритмы ДИ ЩО о представлен ных наиболее распространенный структурными моделями;

3. разработан новый интегральный метод ДИ ВДО при импульсном входном воздействии (ИЗВ), не требующий предварительного установления переходной характеристики линейной части при малой амплитуде ИВВ и отличающихся высокой помехоустойчивостью к шума измерений;

4. представлена классификация погрешностей ДИ ВДО, образующая полную группу составляющих и проведено' их исследование как аналитическим, так и методом имитационного моделирования;

5. выполнен анализ погрешностей неидеальности формы входно го сигнала и разработан ряд дифференциальных и интегральных алгоритмов коррекции указанной погрешности, позволяющий на два порядка уменьшить ее значение;

6. разработана обобщенная инженерная методика, обеспечивающая выбор достоверной модели, адекватной исследуемому объекту, как по статическим, так и по динамическим характеристикам.

Практическая ценность, заключается в том, что:

- разработаны частные методики проведения ДИ ВДО при ступеї
чатом и импульсном воздействиях на основе тредложеншх алгорит
мов/: учетом априорной информации об иселдуемом объекте;

разработаны прикладные программы для ИВК на основе Полуниных методов ДИ НДО;

разработана.обобщенная инженерная методика для ДИ НДО аданного класса объектов с установлением доверительных границ дентифицируемых характеристик.

Внедрение результатов работы. Результаты работы внедрены в НИКИ МЯТ при определении количества и концентрации форменных лементов крови прибором СФЭК-Ц-04.

. Документ, свидетельствующий о внедрении приведен в приложе-ии к диссертации.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы окладывались и обсуждались на региональной научно-технической онферснции "Измерение характеристик случайных сигналов с приме -эниём микро-машинных средств'Чг.Новосибирск, НЭТИ 1988 г.), на зесогозном симпозиуме "Динамические измерения" (г.Ленинград, НИИЭП, 1988 г.), на Всесоюзной конференции ИКС - 89 "Статисти-эские методы в теории передачи информационных сигналов"(г. len, 1989 г.), на Всесоюзной конференции ЙИС-89 (г.Ульяновск, ?89), на.Всесоюзной конференции "Метрологическое обеспечение 1С и АСУ ТГГ (г.Львов, 1990 г.), на 2-ой Всесоюзной школе по ітоматизации научных исследований КЩ АН СССР (г.Апатиты, 1990), і Всесоюзной научно-технической конференции "Идентификация, імерение и имитация случайных сигналов" (г.Новосибирск, 199I г.)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печат-IX работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, ітнрєх разделов с выводами, заключения, приложения и списка іпользоваиной литературы, включающего 82 наименований. :бота содрржит 12 рисунков и 6 таблиц. Основная часть боты изложена на 154 страницах мтдинолисного текста.