系统辨识基础大纲

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时间:2018-07-27

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1、《系统辨识基础》课程大纲■课程编号:40250203■课程序号:0■课程名称:系统辨识基础FundamentalsofSystemIdentification■任课教师:萧德云■学时:总学时48,3学时/周■学分:3学分■教材:方崇智萧德云,《过程辨识》,清华大学出版社,1988■教学要求:①掌握系统辨识的基本概念、基本知识、理论和方法。②通过实验(实验一、二)和作业加深对辨识理论和方法的理解。■成绩评定:①期末考试(主要考查基本概念、基本知识和基本理论),占80%。②完成教学实验(实验一、二)和课程作业,占20%。■教学内容:PartI理论教学(课内48学时)第1章辨识的

2、一些基本概念(3讲)内容:系统和模型概念、建模方法、辨识定义、辨识问题的表达形式、辨识算法的基本原理、误差准则、辨识的内容和步骤、辨识的应用。参考书:《过程辨识》§1.1-§1.8第2章随机信号的描述与分析(3讲)内容:随机过程的基本知识、相关函数、协方差函数、谱密度函数、线性过程在随机输入下的响应、白噪声及其产生方法、M序列及其性质。参考书:《过程辨识》§2.1-§2.3,§2.5-§2.6第3章过程的数学描述(1讲)内容:连续系统的输入输出模型、离散系统的输入输出模型、数学模型之间的等价变换、噪声模型及其分类。参考书:《过程辨识》§3.1,§3.3-§3.4第4章经典的

3、辨识方法(4讲)内容:Levy法、相关分析法、实验一辅导。参考书:《过程辨识》§4.1,§4.4-§4.5第5章最小二乘参数辨识方法(7讲)内容:最小二乘法的基本概念、最小二乘问题的提法、最小二乘问题的解、最小二乘参数估计的收敛性、最小二乘参数估计的几何解析、最小二乘参数估计的统计性质、最小二乘参数估计的递推算法、最小二乘递推算法的几种变形。参考书:《过程辨识》§5.1-§5.8,§6.1-§6.2第13章模型阶次辨识(1讲)内容:Hankel矩阵法、F-Test定阶法。参考书:《过程辨识》§13.1-§13.2,§13.4第6章最小二乘类参数辨识方法(2讲)内容:增广最小

4、二乘法、广义最小二乘法、辅助变量法、相关二步法。6参考书:《过程辨识》§6.4-§6.7考试复习(1讲)PartII教学实验(课外12学时)实验内容:实验一利用相关分析法辨识脉冲响应实验二递推最小二乘估计(RLS)及模型阶次辨识(F-Test)实验要求:①按实验指示书的要求,独立完成实验,包括实验设计、编程、调试。实验指示书见《过程辨识》书P538(实验一),P540(实验二)。②按要求独立完成实验报告,实验报告在期末考试之前必须交齐,实验与作业共占总成绩的20%。PartIII课程作业(课外36学时)(作业内容见“《系统辨识基础》课程作业”)■教学安排(共22讲)第1讲●

5、引言●课程内容第1章辨识的一些基本概念1.1过程和模型1.1.1过程1.1.2模型1.1.3建模方法第2讲第1章辨识的一些基本概念1.2辨识的定义1.3辨识问题的表达形式1.4辨识算法的基本原理第3讲第1章辨识的一些基本概念1.5误差准则及其关于参数空间的线性问题1.6辨识的内容和步骤第4讲第2章随机信号的描述与分析2.1随机过程的基本概念及其数学描述2.1.1基本概念2.1.2随机过程的数字特征2.1.3平稳性、各态遍历性2.1.4相关函数和协方差函数2.2谱密度函数62.2.1Parseval定理与谱密度概念2.2.2Wiener-Khintchine公式2.3线性过程

6、在随机输入下的响应2.3.1线性过程在随机输入下的输出谱密度2.3.2线性过程在随机输入下的互谱密度第5讲第2章随机信号的描述与分析2.4白噪声及其产生方法2.4.1白噪声的概念2.4.2表示定理与成形滤波器2.4.3(0,1)均匀分布随机数的产生2.4.4正态分布随机数的产生第6讲第2章随机信号的描述与分析2.5M序列的产生及其性质2.5.1M序列的概念2.5.2M序列的产生2.5.3特征多项式2.5.4M序列的性质2.5.5M序列的自相关函数2.5.6M序列的谱密度第7讲第3章过程的数学描述3.1连续过程的输入输出模型3.2离散过程的输入输出模型3.3数学模型之间的等价

7、变换3.3.1微分方程到差分方程的变换3.3.2离散状态方程到差分方程的变换3.4随机模型3.4.1一般概念3.4.2噪声模型及其分类第8讲第4章经典的辨识方法4.1引言4.2频率响应法4.2.1实验测取过程的频率响应4.2.2Levy法第9讲第4章经典的辨识方法4.3相关分析法64.3.1频率响应的辨识4.3.2脉冲响应辨识的基本原理第10讲第4章经典的辨识方法4.3相关分析法4.3.3用M序列作输入信号的离散算法4.3.4用M序列作输入信号的一次完成算法4.3.5用M序列作输入信号的递推算法4.3.6用M序列作

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