Главная > Основы идентификации систем управления
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

13.4. НЕКОТОРЫЕ АЛГОРИТМЫ

Из большого числа публикаций по проблемам оптимального управления значительное число работ имеет отношение к рассматриваемой задаче. Исчерпывающее обсуяздение многочисленных методов, предлагаемых и рассматриваемых в этих работах (см. [4]), далеко выходит за рамки этой главы. Мы ограничимся лишь некоторыми замечаниями о квазилинеаризации и инвариантном погружении.

Квазилинеаризация

Это интересный и мощный метод. В его основе лежит метод Ньютона — Рафсона определения корня алгебраического уравнения и его обобщение на функциональные уравнения, сделанное Канторовичем. Под названием «квазилинеаризация» это направление развивается Беллманом и Калабой [3].

Для нашего изложения воспользуемся непрерывным описанием объекта, сформулированным выше, предполагая, что выход у линейно зависит от состояния х:

Векторы имеют размерности соответственно . На интервале наблюдений за объектом измеряются

т. е. числовые значения выхода, соответствующие моментам времени. Выражение (13.25) дает уравнений, которые должны удовлетворять граничным условиям (13.26). Поэтому рассматриваемая задача называется многоточечной краевой задачей. Покажем, как можно решать эту задачу методом квазилинеаризации. Для приближений функций и на интервале наблюдений справедливы уравнения

при условиях

Матрицы — якобианы:

На -й итерации задача формулируется в виде

причем определяется на предыдущей итерации:

Первая итерация начинается с произвольных начальных приближений Для обеспечения сходимости итерационной процедуры начальные приближения иногда требуется выбрать достаточно хорошими. Для получения таких приближений можно использовать дифференциальную (или разностную) аппроксимацию. Итерационную процедуру можно заканчивать, когда разности между решениями, полученными на двух последовательных шагах, т. е. величины удовлетворяют заранее заданным условиям. Беллман и Калаба [3] показали, что последовательность функций сходится в среднеквадратичном к истинному решению, если выпуклая функция, а элементы якобиана, стоящие над и под главной диагональю, положительны. В работе [8] показано, что сходимость возможна и при невыполнении этих условий.

До сих пор предполагалось, что число измерений равно числу уравнений Из-за возмущений наблюдений число измерений к должно быть выбрано большим . В этом случае можно минимизировать квадрат разности между измерениями и выходом модели рассмотрено применение этой методики при оценивании параметров и состояния. Такой же подход можно использовать и при дискретном способе описания объекта.

Инвариантное погружение

Для ясности изложения основных идей воспользуемся следующим типом описания объекта:

Как и раньше, оцениваемые параметры включены в расширенный вектор параметров и состояния Так же как в разд. 13.3, приходим к соответствующей двухточечной краевой задаче на интервале

с граничными условиями

Перепишем уравнения (13.33) и (13.34) в виде

Обратимся теперь к граничному условию Задача погружается (обобщается) в более общую проблему (см., например, [7]):

Теперь считаются переменными. Изменения с влияют на окончательное значепие k. Изменение до также оказывает влияние на величину k. Следовательно, имеют место соотношения

Разлагая в ряд Тейлора последнее соотношение, получаем

где обозначает члены второго и более высокого порядка малости по Из формул (13,37) и (13,38)

видно, что

Подставляя эти выражения в (13.40), деля на и устремляя к 0, получаем уравнение инвариантного погружения

В качестве приближенного решения этого уравнения в частных производных в окрестности точки выбирается

Из сформулированной выше двухточечной краевой задачи при действительно получается оптимальная оценка вектора параметров и состояния при Подстановка этого приближенного решепия (13.44) в (13.43) дает

Вернемся теперь к исходным уравнениям для именно (13.33) и (13.34), и подставим их в (13.45). В результате получим

Поскольку запишем разложение в ряд в окрестности этой оптимальной точки, сохраняя только

члены нулевого и первого порядка по

Так как это равенство должно быть справедливо для произвольных (малых) значений с, можно по отдельности приравнять члены нулевого и первого порядка по с в обеих частях (13.47). В результате получаются следующие уравнения:

Эти уравнения задают рекуррентную оценку наименьших квадратов, так как теперь можпо рассматривать как текущую переменную Начальные условия вытекаюх из уравнения (13.35)

и (13.34). Следовательно,

Пример. Рассмотрим пример, приведенный в [7]. Исследуется объект второго порядка

с переменным параметром и наблюдениями выходного сигнала, задаваемыми формулой

Если известна функциональная форма зависимости но неизвестны ее начальное значение и постоянная времени, то можно записать

Следовательно,

Даны также

Заметим, что

(кликните для просмотра скана)

Итак, находим оценку в виде

Уравнение для также можно получить непосредственно. При заданных начальных условиях можно приступать к процедуре оценивания. На фиг. 13.2 показано изменение оценки во времени.

Аналогичным образом метод инвариантного погружения можно использовать при дискретном описании объектов.

1
Оглавление
email@scask.ru