系统辨识装置的制作方法

文档序号:13108808阅读:来源:国知局
技术特征:
1.一种系统辨识装置,将对作为辨识对象的动态系统施加了伪随机输入的情况下的系统输入输出以及被指定的系统维数的搜索范围作为输入,该系统辨识装置的特征在于,具备:系统输入输出提取部,从所述动态系统的系统输入输出提取应用于辨识的辨识用输入输出数据;块汉克尔矩阵生成部,根据所述辨识用输入输出数据,生成块汉克尔矩阵;输入输出矢量生成部,根据所述块汉克尔矩阵,生成所述动态系统的输入矢量以及输出矢量;LQ分解部,结合所述块汉克尔矩阵而生成数据矩阵,输出对该数据矩阵进行LQ分解而得到的子矩阵;平行投影生成部,根据所述子矩阵和所述块汉克尔矩阵,生成平行投影;奇异值分解部,通过所述平行投影的奇异值分解,输出将所述平行投影的左奇异矢量作为列矢量的第1正交矩阵、将该平行投影的右奇异矢量作为列矢量的第2正交矩阵以及该平行投影的奇异值;系统维数决定部,根据所述第2正交矩阵及所述奇异值、所述动态系统的输入矢量及输出矢量、和所述搜索范围,针对属于该搜索范围的各个维数,辨识记述动态系统的线性离散时间系统的系统矩阵,进而根据基于该系统矩阵计算出的线性离散时间系统的系统特性和动态系统的实际的系统特性的比较,决定系统维数;状态矢量生成部,根据所述第2正交矩阵及奇异值、和所决定的所述系统维数,生成所述动态系统的状态矢量;和系统矩阵辨识部,根据所述动态系统的输入矢量及输出矢量以及所述动态系统的状态矢量,辨识记述该动态系统的线性离散时间系统的系统矩阵,所述系统辨识装置将辨识出的所述系统矩阵作为记述所述动态\t系统的线性离散时间系统输出。2.根据权利要求1所述的系统辨识装置,其特征在于,所述系统维数决定部具备:系统特性推测部,针对属于所述搜索范围的各个维数,计算关于辨识出的线性离散时间系统应用了实际的辨识用输入数据的情况下的系统输出,将该系统输出作为线性离散时间系统的系统特性输出;和系统维数推测部,将所述线性离散时间系统的系统输出和所述动态系统的实际的辨识用输出数据在时域中的误差平方和的范数在设定阈值以下的维数中的最小的维数决定为系统维数而输出。3.根据权利要求1所述的系统辨识装置,其特征在于,所述系统维数决定部具备:系统特性推测部,针对属于所述搜索范围的各个维数,计算辨识出的线性离散时间系统的频率响应,将该频率响应作为线性离散时间系统的系统特性输出;和系统维数推测部,将所述线性离散时间系统的频率响应和从所述动态系统的系统输入输出得到的实际的频率响应在频域中的误差平方和的范数在设定阈值以下的维数中的最小的维数决定为系统维数而输出。4.根据权利要求3所述的系统辨识装置,其特征在于,所述系统维数推测部根据从所述动态系统的系统输入输出得到的实际的频率响应,决定权重函数,所述系统维数推测部计算对所述线性离散时间系统的频率响应和所述动态系统的实际的频率响应在频域中的误差平方值乘以该权重函数而得到的值的相加值,所述系统维数推测部将该相加值的范数在设定阈值以下的维数中的最小的维数决定为系统维数而输出。5.根据权利要求1所述的系统辨识装置,其特征在于,所述系统维数决定部具备递归系统矩阵推测部,该递归系统矩阵\t推测部关于与属于所述搜索范围的第1维数对应的系统矩阵的辨识,使用与在该搜索范围中比第1维数低1个等级的第2维数对应的系统矩阵的辨识结果、所述第2正交矩阵及奇异值中分别比所述第2维数大且在所述第1维数以下的右奇异矢量及奇异值、以及所述动态系统的输入矢量及输出矢量,通过递归方法来辨识与所述第1维数对应的系统矩阵。6.根据权利要求1所述的系统辨识装置,其特征在于,所述系统输入输出提取部将所设定的比例阈值和系统输入的最大值相乘而得到的值作为系统输入阈值,将系统输入的绝对值在系统输入阈值以上的时刻的最小值作为伪随机输入施加时刻,将伪随机输入施加时刻以后的系统输入以及系统输出分别作为辨识用输入数据以及辨识用输出数据提取。7.根据权利要求1所述的系统辨识装置,其特征在于,所述系统维数决定部具备系统稳定性评价部,该系统稳定性评价部针对属于所述搜索范围的各个维数来评价线性离散时间系统的稳定性,根据与成为稳定系统的维数对应的线性离散时间系统的系统特性,决定系统维数。
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