基于正交分解的递推子空间闭环辨识方法

为实现闭环系统在线辨识,提出递推正交分解闭环子空间辨识方法(RORT)。首先,根据闭环系统状态空间模型和数据间投影关系,构建确定-随机模型,并利用GIVENS变换实现投影向量的递推QR分解;然后,引入带遗忘因子的辨识算法,构建广义能观测矩阵的递推更新形式,以减少子空间辨识算法中QR分解和SVD分解的计算量;最后,针对某型号陀螺仪闭环系统进行实验。实验结果表明, RORT法的辨识拟合度高于91%,能够对陀螺仪闭环系统模型参数进行在线监测。     

基于目标函数的递推子空间辨识算法

针对实际工程中要求对系统参数进行在线估计的问题, 提出一种递推子空间辨识的新方法. 通过引入辅助变量关系将递推子空间辨识问题转化为目标函数的迭代最小化问题. 采用递推最小二乘算法在线估计参数并由传播方法得到更新的广义能观性矩阵, 进而求得子空间辨识模型系统参数. 该算法简单有效且对初值具有鲁棒性. 最后, 通过仿真实例验证算法的有效性.     

基于子空间方法的非均匀周期刷新和采样系统辨识

针对非均匀周期刷新和采样系统的建模问题, 对于含有提升变量的状态空间模型, 提出基于子空间技术的辨识方法. 首先, 通过系统的采样数据建立由Hankel 矩阵组成的扩展状态空间方程; 然后, 利用斜交投影的原理、方法和奇异值分解, 通过子空间辨识算法确定增广观测矩阵和状态向量, 通过最小二乘方法确定模型的参数矩阵; 最后, 通过仿真实例表明了所提出算法的有效性.

     

污水处理过程出水水质多模型在线软测量方法

针对污水处理过程出水水质参数难以在线监测的问题,提出了一种多模型在线软测量方法。该方法根据污水处理过程中实时工况数据具有聚类和迁移属性的特点,利用在线减法聚类算法将实时工况数据样本进行划分,并根据实时工况数据在样本空间中的分布,采用模糊策略将相应子空间的实时工况数据分配给不同的子模型进行学习,最后通过动态集成各子模型的输出而得到最终软测量结果。以某污水处理厂实际运行数据对污水处理过程出水水质氨氮进行预测,实验结果表明,该方法确实能够以实时工况数据为驱动自组织构建多模型软测量模型,且用该方法构建出的多模型软测量模型无论在建模精度、建模速度以及跟踪实时工况的能力等方面都有所提高。     

一种完全数据驱动的子空间辨识与鲁棒预测控制器设计

针对线性时变多变量系统,在可能存在输入输出数据噪声的情况下,不需已知系统的先验结构信息,提出一种完全数据驱动的子空间辨识及控制器设计方法.在子空间在线辨识基础上,利用不确定性模型更好地建模被控系统,结合鲁棒控制策略进行预测控制器的设计;将系统建模与鲁棒控制器的设计包含在一个控制系统设计框架内,对模型不确定性具有更好的鲁棒性;最后给出仿真实例验证算法的有效性.     

分数阶时滞系统的频域子空间辨识

研究了利用频率响应数据辨识分数阶时滞系统子空间模型的问题,给出了一种差分进化算法与频域子空间方法相结合的辨识算法.利用差分进化算法搜索最优分数微分阶次和时滞参数,而对于固定的分数微分阶次和时滞,则采用分数阶频域子空间辨识方法得到状态空间模型.通过仿真算例验证了该算法的有效性.     

子空间聚类算法的研究新进展

高维数据聚类是聚类技术的难点和重点,子空间聚类是实现高维数据集聚类的有效途径,它是在高维数据空间中对传统聚类算法的一种扩展,其思想是将搜索局部化在相关维中进行.该文从不同的搜索策略即自顶向下策略和自底向上策略两个方面对子空间聚类算法的思想进行了介绍,对近几年提出的子空间聚类算法作了综述,从算法所需参数、算法对参数的敏感度、算法的可伸缩性以及算法发现聚类的形状等多个方面对典型的子空间聚类算法进行了比较分析,对子空间聚类算法面临的挑战和未来的发展趋势进行了讨论.     

基于数据学习逆模糊模型的自适应逆模糊控制

针对在逆模糊模型控制中出现的在线滚动数据窗口计算量大和控制模型精度低等问题,提出了基于数据逆模糊学习算法,并将该算法运用到建立逆模糊模型中。首先利用建模数据在时间与空间相邻的特点,从系统积累的数据中找出与当前模态相匹配的输入数据,在保证控制模型精度的同时大大减少了计算量,然后采用自适应算法在线调节系统模型参数,实现非线性系统的实时跟踪控制。该方法提高了系统控制精度与计算效率。仿真结果证明了该方法的有效性。     

一种新的基于遗忘因子的递推子空间辨识算法

针对工业系统中广泛存在的时变特性, 提出一种新的递推子空间辨识算法, 实现对系统状态空间模型的在线递推估计. 为更好地跟踪系统时变特性, 研究基于遗忘因子的输入输出数据矩阵构造机制, 以提高递推算法的收敛速度; 针对算法中奇异值分解的求解问题, 将梯度型算法引入基于遗忘因子的状态子空间跟踪中, 实现对广义能观测矩阵的估计, 避免了子空间近似带来的估计有偏性; 该算法计算简单有效, 且对初值具有更高的鲁棒性; 最后给出该递推算法的性能分析, 理论证明其收敛性, 并通过仿真实例验证算法的有效性.     

递推子空间模型辨识算法的研究与仿真

为了很好的解决在线辨识系统模型问题，在对子空间模型辨识研究的基础上，结合递推最小二乘算法和子空问状态辨识方法。推导了子空间状态辨识的递推算法。该算法不仅解决了在线辨识问题，而且算法简单，计算方便，很好地克服了在线辨识时子空间矩阵维数的变化问题。经仿真研究表明，该递推算法克服了一次完成算法在大批量数据运算时，耗时大，专用内存多的缺点，而且对于测量和过程均有噪声干扰的多输入多输出系统，有很好的辨识效果，有较为广阔的应用前景。     

线性时变反馈系统的状态空间模型和模态参数递推辨识

针对闭环系统中时变状态空间模型和模态参数的辨识问题, 提出一种递推辨识格式, 将这种格式与递推子空间方法结合, 得到一种辨识方法. 该方法通过重建输入输出数据之间的关系, 递推辨识得到闭环系统的时变状态空间模型和模态参数. 算例研究了系统在模态参数突变和周期变化两种情况下的辨识问题, 仿真结果表明, 所提出算法能有效辨识线性时变反馈系统的状态空间模型和模态参数.

     

数据驱动闭环子空间预测控制方法研究与应用

提出一种完全数据驱动的闭环子空间辨识及预测控制器设计方法. 该方法完全由闭环系统的输入输出数据辨识子空间矩阵, 通过子空间矩阵的拆分, 排除了与扰动相关的模型输入, 进而获取子空间矩阵参数的无偏估计; 将辨识得到的闭环系统子空间矩阵描述直接作为预测模型, 设计预测控制器; 将其应用于某钢铁集团焦炉炭化室压力控制系统, 取得了良好的控制效果.

     

具有预负载非线性特性的双率系统递推最小二乘估计算法

针对具有预负载非线性特性的双率系统, 提出一种新的辨识方法. 借助切换函数简化系统模型, 通过损失数据模型估计系统损失的输出数据, 进而利用系统所有输入和输出数据, 提出相应双率系统递推最小二乘算法. 与多项式转换方法相比, 该方法能够直接辨识出系统参数. 仿真结果验证了所提出方法的有效性.

     

基于T-S模糊模型的辨识算法

提出一种新的基于T－S模糊模型的辨识算法。该算法可分为2步,第1步是比较粗糙的辨识,按子空间的线性程度来划分输入空间,规则前件参数由于空间的中心和大小决定,规则后件线性参数由最小二乘法确定2步是模的精细调整,利用梯度下降法调节隶属函数和规则后件的线性参数,仿真实验说明了该算法的有效性。     

Frequency domain subspace identification of commensurate fractional order input time delay systems

A frequency domain subspace identification of fractional order systems with input timedelay is studied in this paper. A new identification method, which combines the merits of differential evolution (DE) algorithm and subspace identification algorithm in frequency domain, is presented. For the optimal search of fractional commensurate differential order and time delay parameters, the DE algorithm is applied. For fixed fractional commensurate differential order and time delay, subspace method is performed to obtain the state space model. Simulation results validate the proposed fractional order system identification method.     

局部特征与全局特征结合的HMM静态手势识别

针对静态手势识别问题,提出了一种综合考虑局部形状与全局轮廓的隐马尔科夫模型(HMM)静态手势识别算法。该算法提取局部形状熵特征与上层轮廓特征分别作为训练数据训练每类手势的HMM参数。测试时,先凭借局部形状熵特征得出初步识别结果,然后根据初步识别结果的模糊性,附加与局部特征互补的上层轮廓特征进行再识别,得出最终识别结果。实验结果表明,该算法对于形状差异占主导地位的手势库有很好的效果,并且将静态手势的空间序列模拟成时间序列使得静态手势识别具有空间尺度不变性;同时该算法合理控制特征维数,一定程度上弱化了HMM训练时间长的弊端,加快了识别的速度。     

质子交换膜燃料电池的分数阶非线性状态空间模型研究

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)发电过程中的分数阶和非线性特性,本文提出了一种分数阶子空间辨识方法建立了PEMFC非线性状态空间模型.首先,为了降低建模复杂度,采用典型相关分析法和相关分析法确定了模型输入变量;其次,将分数阶微分理论与Hammerstein模型子空间辨识方法相结合,采用Poisson矩函数对输入输出数据进行预处理,构造了子空间辨识方法的输入输出矩阵,并引入分数阶短时记忆法减少辨识算法计算量;最后,选取多项式作为Hammerstein模型前端静态非线性环节,采用模糊遗传算法优化系统分数阶阶次和系数矩阵.仿真结果验证了算法的有效性,改进的辨识算法可以明显减小计算时间,所得PEMFC辨识模型能够准确地描述PEMFC的动态过程.