MÔ HÌNH hóa và NHẬN DẠNG hệ THỐNG mô HÌNH hóa và NHẬN DẠNG hệ THỐNG

H th ngHệ thống là đối t ợng trong đó các biến t ơng tác với nhau tạo ra tín hiệu quan sát đ ợc Ljung, 1999 wt vt Hệ thống wt ut ễ v: nhi ễu không đo được... Quan hệ vào ra của hệ thống

Môn h ọc Môn h ọc

MÔ HÌNH HÓA VÀ NH N D NG H TH NG

Gi ảng viên: TS Huỳnh Thái Hoàng

B môn Điều Khiển Tự Đ ng Khoa Đi n Đi n Tử

B môn Điều Khiển Tự Đ ng, Khoa Đi n – Đi n Tử

Đ i học Bách Khoa TP.HCM Email: hthoang@hcmut.edu.vn,

hthoang hcmut@yahoo com Homepage: http://www4.hcmut.edu.vn/~hthoang/

M ục tiêu : Môn h ọc trang bị cho học viên kiến thức để giải quyết bài

 Bài t ập: 40%

Đánh giá môn học

 Bài t ập: 40%

 Ti ểu luận: 20%

 Thi cu ối khóa: 40%

 Thi cu ối khóa: 40%

[1] L Lj S t Id tifi ti Th f th 2 nd

Tài li u tham kh ảo

Tài li u tham kh ảo

[1] L Ljung , System Identification – Theory for the users , 2 nd

Edition, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1999.

[2] R Johansson, System Modeling and Identification ,

Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1993

[3] D L Smith, Introduction to Dynamic Systems Modeling for

[4] Hu ỳnh Thái Hoàng, Bài gi ảng Mô hình hóa và nhận dạng

[4] Hu ỳnh Thái Hoàng, Bài gi ảng Mô hình hóa và nhận dạng

Ch ương 1

Ch ương 1

GI I THI U

H th ng đ ng và mô hình

H th ng đ ng và mô hình

H th ng

Hệ thống là đối t ợng trong đó các biến t ơng tác

với nhau tạo ra tín hiệu quan sát đ ợc (Ljung, 1999)

w(t)

v(t)

Hệ thống

w(t) u(t)

ễ v: nhi ễu không đo được

H th ng đ ng

H th ng đ ng

H ệ thống động (Dynamic System) là hệ thống trong

đó tín hiệu ra không chỉ phụ thuộc vào tín hiệu vào

ở hiệ t i à ò h th ộ à tí hiệ à tí

ở hiện tại mà còn phụ thuộc vào tín hiệu ra và tín

hiệu vào trong quá khứ

Quan hệ vào ra của hệ thống động có thể mô tả

bằng ph ơng trình vi phân (hệ liên tục) hoặc

bằng ph ơng trình vi phân (hệ liên tục) hoặc

ph ơng trình sai phân (hệ rời rạc)

Đối t ợng khảo sát của môn học này là hệ thốngđộng.g

Mô hình

Mô hì h ( d l) ủ ộ hệ hố là hệ iả

 Mô hình (model) của một hệ thống là quan hệ giả thiết (assumed relationship) giữa các tín hiệu quan sát đ ợc của hệ thống đó

sát đ ợc của hệ thống đó

 Mô hình toán học là (các) biểu thức toán học mô tả quan hệ vào ra của hệ thống

quan hệ vào ra của hệ thống

MH trong miền thời gian – MH trong miền tần số

MH liên tục MH rời rạc

MH liên tục – MH rời rạc

MH tuyến tính – MH phi tuyến

MH tham số MH khơng tham số

MH tham số – MH khơng tham số,…

Cách xây d ựng mô hình toán học

Cách xây d ựng mô hình toán học

Mô hình toán học xây dựng bằng cách:

 Mô hình hóa (System Modeling)

 Mô hình hộp trắng (white-box model)

Mô hình hóa

Mô hình hóa

 Mô hình hóa là ph ơng pháp xây dựng mô hình toán

c ủa hệ thống bằng cách dựa vào các qui luật vật lý chi

ph ối hoạt động của hệ thống

ph ối hoạt động của hệ thống

 Ba b ớc mô hình hóa :

 Phân tích ch Phân tích ch ức năng: ức năng: phân tích h phân tích h ệ thống thành các ệ thống thành các

kh ối chức năng, trong đó mô hình toán của các khối

ch ức năng đã biết hoặc có thể rút ra đ ợc dựa vào

á i l ật ật lý

các qui lu ật vật lý.

 Phân tích v ật lý: rút ra mô hình toán c ủa các khối

ch ức năng dựa vào các qui luật vật lý

ch ức năng dựa vào các qui luật vật lý.

 Phân tích toán h ọc: các kh ối chức năng đ ợc kết

n ối toán học để đ ợc mô hình của hệ thống.

n ối toán học để đ ợc mô hình của hệ thống.

Mô hình hóa

Ph há ô hì h hó hỉ ó hể á d khi

 Ph ơng pháp mô hình hóa chỉ có thể áp dụng khi

ta đã biết rõ cấu trúc của hệ thống và các qui luật

vật lý chi phối hoạt động của hệ thống

vật lý chi phối hoạt động của hệ thống

Nh n d ng h th ng

Nh n d ng h th ng

 Nh ận dạng hệ thống là ph ơng pháp xây dựng mô hình

 Nh ận dạng hệ thống là ph ơng pháp xây dựng mô hình

toán c ủa hệ thống dựa vào d ữ liệu vào ra quan sát đ ợc.

Vịng l ặp nh n d ng h th ng

Vịng l ặp nh n d ng h th ng

Thí nghiệm thu

Thí nghiệm thu thập dữ liệu

hệ thống: c eåu ngôn n

 Xác xu ất thống kê (xác xu ất kỳ vọng ph ơng sai )

 Xác xu ất thống kê (xác xu ất, kỳ vọng, ph ơng sai,…)

 Đại số tuyến tính (các phép tính trên ma tr ận)

 Ph ơng pháp tính (t ối u hóa dùng ph ơng pháp số)

 Ph ơng pháp tính (t ối u hóa dùng ph ơng pháp số)

Thí d ụ nh n d ng h th ng