Идентификация объектов и систем. Модели, типы моделей и их использование. Типы идентифицируемых объектов. Характеристики случайных процессов и случайных величин. Требования, предъявляемые к методам идентификации, страница 2

а) Нормальное функционирование системы. Устойчивый режим.

б) Нефункционирующая система.

в) Критический режим (на грани потери устойчивости).

При реализации управления используются известные принципы управления:

- разомкнутое или программное управление.

- управление по отклонению.

- управление по возмущению.

- комбинированное управления.

- адаптивное управление.

Построение модели начинается, как правило, с использования основных физических законов, которые позволяют составлению диффиринциальных операторных или иных уравнений, описывающих данный объект. При этом установление значений и характера поведения коэффициентов модели является задачей идентификации по экспериментальным данным.

Построение модели сводится к четырем этапом:

1. Выбор структуры модели из физических соображений.

2. Подборка параметров модели к имеющимся данным (диагностическая проверка).

3. Проверка адекватности модели

4. Использование модели по назначению.

Можно выделить два альтернативных подхода к построению моделей, исследуемых объектов:

1. Физико-математический анализ явлений, характеризующих поведение и динамику объекта.

2. Экспериментальная идентификация, при которой основную информацию об объекте получают путем непосредственных измерений.

Первый тип идентификации принято называть аналитическим. Но в силу того, что в ряде случаев не удается получить законченный в физико-математической теории, описывающей поведение объектов, или она нуждается в некотором экспериментальном уточнении в ряде параметров, то на практике достаточно широкое применение получил третий метод идентификации – комбинированный (аналитико-экспериментальный метод).

Кроме того, экспериментальный метод идентификации так же, как правило, осуществляется не на пустом месте, а на основе некоторых, пусть достаточно приближенных, аналитических соотношений.

  Поскольку идентификация – есть определение на основе анализа связи входных и выходных воздействий, описываемых некоторой моделью из заданного класса моделей, описывающих желаемое совпадение с результатами эксперимента, в связи с этим, класс управляющих воздействий, обеспечивающих требуемую степень адекватности исследуемому объекту.

Обычно в качестве критерия эквивалентности модели объекту выбирается некоторый функционализм, зависящий от выходов объекта и моделей.

Выбор класса моделей, класса входных воздействий зависит от априорных данных и целей идентификации.

В зависимости от имеющейся априорной информации о параметрах исследуемого объекта, методы определения характеристик могут быть разделены на две группы:

1). Методы определения параметров объекта.

2). Методы определения параметров объекта при заданной или принятой структуре.

В первом случае, мы имеем дело с моделью “черного ящика”. А во втором случае, имеем дело с моделью “серого ящика” (полупрозрачного).

Наличие хотя бы небольших сведений о возможной структуре объекта, либо возможность использовать в качестве его структуры достаточно общего варианта, существенно ускоряет процесс идентификации.

Пригодность того или иного метода идентификации каждого конкретного объекта определяется такими его характеристиками объекта, как линейность и нелинейность характеристик, дискретность или непрерывность динамических процессов в нем, степень выраженности динамических свойств, уровень случайных полей, возможность создания искусственных возмущений.

Активный эксперимент основан на воздействии на объект искусственно создаваемых возмущений и воздействий. К настоящему времени разработана методика составления планов активных экспериментов или детерминированных сигналов, позволяющих быстро получать и выяснить интересующие эффекты и целенаправленно достигать области наилучшего режима. А также строить модели адекватные к полученному экспериментальному результату.

Во многих случаях для активной идентификации объектов, неподверженных влиянию полей, эффективно используется периодически, в частности синусоидальные зондирующие сигналы, с помощью которых удается определить частотные характеристики идентифицированного объекта.