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 3

Кроме того, в условиях производства нередко встречается технологические процессы и объекты, которые вообще не допускают использования пробных воздействий.

Эти причины, а также наличие, в ряде случаев, неуправляемых переменных значительно сужает сферу методов активной идентификации. В этих условиях неоспариваемыми преимуществами обладают методы идентификации с использованием естественных возмущений, т.е. методы пассивного эксперимента.

Во-первых, случай отсутствия пробных сигналов, сводится к минимально динамическим отношениям текущих значений выходных координат от их оптимальных значений.

Во-вторых, в ряде случаев по техническим соображениям не рекомендуется раскачивать исследуемый технологический объект, чтобы не нарушать нормальный режим его функционирования.

В-третьих, реальные объекты постоянно находятся под воздействием каких-либо возмущающих непредусмотренных воздействий. Поэтому реакция системы – результат не только пробных сигналов, но и этих воздействий.

Способ пассивного эксперимента предполагает регистрацию переменных в режим нормальной работы объекта без нанесения преднамеренных возмущений. В общем случае этот способ удлиняет время проведения эксперимента. Дополнительное преимущество этого метода – возможность использования информации о предыстории функционирования исследуемого объекта.

Пассивные методы идентификации могут быть разделены на группы:

1). Неигорационные методы.

2). Игорационные методы.

Вопросы самоконтроля:

1.  Понятие идентификации.

2.  Для каких целей используют  модели объекта?

3.  Этапы построение модели.

4.  Какие существую подходы к построению моделей, исследуемых объектов?

5.  Какие существуют методы определения характеристик объекта?

6.  На чем основан активный эксперимент?

7.  В каких случаях используют пассивный эксперимент?

Лекция № 2.

Цель лекции: изучение моделей и их типов; изучение типов идентификации.

Модели, типы моделей и их использование

Модель - представление объекта или системы в некоторой форме, отличной от формы их реального существования.

Модели могут принимать самую различную форму и записываться с разной степенью математической детализации. Выбор того уровня сложности, который делает модель полезной, определяется ее использование.

Все модели условно делятся на два класса:

- физический;

- математический.

Физическая модель – это модель, в которой протекающие физические процессы идентичны с процессом в объекте, поэтому описывающие их математические зависимости аналогичны. Физические модели – можно разделить на две категории:

1) модели, имеющие одинаковую физическую природу с исследуемыми объектами;

2)  модели, отличающиеся по своей природе от исследуемого объекта.

В первом случае, модель отличается от объекта только качественными показателями. Такие модели дают возможность изучать физическую сущность объекта, переходные процессы в нем, уточнить расчеты и основные теоретические соотношения.

Построение физических моделей на основе элементов другой физической природы, чем исследуемый объект основана на аналогии уравнений, описывающих соответствующие физическим процессам. Такие модели могут быть реализованы на основе аналоговых и центровых вычислительных машин.

Математические модели объектов не требуют своей физической реализации. И сводятся, в конечном счете, к решению чисто математической задачи, отыскания экстремума некоторого функционала заданного вида. В зависимости от вида этого функционала, экстремум находится либо с помощью некоторых вычислительных процедур.

Математические модели можно объединить в три группы:

1)  детерминированные;

2)  статистические;

3)  адаптивные.

Детерминированная модель – это модель, описание которой выражается в виде функциональной зависимости между входными и выходными параметрами объекта.

Статистическая модель – определяется набору статистических параметров и функций распределения вероятности. Такая модель носит более формальный характер, чем детерминированная, так как отображает поведение объекта, отвлекаясь от ее конкретных физических свойств.