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[拼音]:fenbu canshu xitong bianshi

[英文]:identification of distributed parameter systems

根據實驗資料來估計分佈引數系統數學模型中的未知引數(常數或函式)、未知邊值條件或未知邊界形狀的系統辨識方法。分佈引數系統的數學模型由如下的狀態方程、邊界條件和初始條件組成:

狀態方程:e(u(x,t),x,t,a)=0 x∈Ω t∈[0,T]

邊界條件:b(u(x,t),x,t,a)=0x∈坸Ω t∈[0,T]

初始條件:c(u(x,0))=C0(x)x∈Ω式中Ω是系統的空間區域;坸Ω表示空間區域Ω的邊界;[0,T]表示從零時刻到T時刻的時間區間;∈為屬於符號,a是未知引數。未知引數a被限制在允許的未知引數集A中。輸出方程是:z=Cu(x,t,a),式中C為觀測運算元。此類辨識問題就是根據觀測值z來估計未知引數a。為了評價引數估計的好壞,選擇一個性能指標J(a),於是分佈引數系統的辨識問題就變為優化問題,即求╋∈A,使

式中╋就是所要求的估計引數。輸出誤差的平方常被用來作效能指標,即

式中╋為實際測量到的輸出,Cu(x,t,a)為根據模型算出的輸出,‖·‖為在觀測空間中的範數。選擇姙作為模型的引數就意味著該模型最接近真實系統,因而也就完成了對模型引數a的辨識。

根據未知引數所處地位的不同,分佈引數系統辨識又可分為:

(1)未知係數的辨識,指未知引數含在狀態方程的係數中;

(2)未知邊值條件的辨識,指未知引數含在邊值條件中;

(3)未知邊界形狀的辨識,指未知引數為描寫邊界形狀的幾何變數,此時的優化問題又稱為最優設計問題;

(4)未知初值條件的辨識,指未知引數為初始狀態,此類辨識一般稱為狀態估計問題。

分佈引數系統辨識的演算法大體上可分為兩類。一類是直接對分佈引數模型(狀態空間為無窮維)用優化方法。另一類是首先用集中引數系統模型近似地表示分佈引數系統模型,然後用集中引數系統辨識的演算法來求解。

在用優化方法求解分佈引數系統的辨識問題時,如果優化問題存在解,且此解具有唯一性,並對觀測資料具有連續的依賴性,則稱該系統是可辨識的。這種性質就稱為可辨識性。