系统识别 matlab第6章 控制工程类工具箱介绍.doc
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2022-07-05
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第 9 章 控制工程类工具箱介绍
MATLAB 的工具箱为使用该软件的不同领域内的研究人员提供了捷径。迄今为止，大约
有 30 多种工具箱面世，内容涉及自动控制、信号处理、图象处理等多种领域。这些工具箱可
以用来扩充 MATLAB 的符号计算功能、图形建模仿真功能、文字处理功能以及与硬件实时
交互功能，也可以应用于多种学科、多种领域。与这些工具箱函数相关的使用格式可以通过
Help 命令得到，用户也可以针对具体系统设计自己的工具箱。
9.2 系统辨识工具箱
系统辨识工具箱的主要功能包括：
① 参数模型辨识。主要模型有 ARX、ARMAX、BJ 模型，以及状态空间和输入误差等
模型类的辨识。
② 非参数模型辨识。
③ 模型的验证。对辨识模型的仿真，将真实输出数据与模型预测数据比较，计算相应
的残差。
④ 基于递推算法的 ARX、ARMAX 模型的辨识。
⑤ 各种模型类的建立和转换函数。
⑥ 集成多种功能的图形用户界面。该界面以图形的交互方式提供模型类的选择和建立、
输入输出数据的加载和预处理，以及模型的估计等。
9.2.1 系统辨识原理及辨识模型简介
系统辨识的主要内容包括：实验设计，模型结构辨识，模型参数辨识，模型检验。常用
的模型类有：
(1) 参数模型类
利用有限的参数来表示对象的模型，在系统辨识工具箱中的参数模型类有：ARX 模型、
ARMAX 模型、BJ（Box-Jenkins）模型、状态空间模型和输入误差模型。通常都限定为以下
特殊的情形：
① ARX 模型：
( ) ( ) ( ) ( ) ( )A q y t B q u t nk e t= - +
(9.8)
② ARMAX 模型：
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )A q y t B q u t nk C q e t= - +
(9.9)
③ BJ 模型：
( ) [ ( ) / ( )] ( ) [ ( ) / ( )] ( )y t B q F q u t nk C q D q e t= - +
(9.10)
( ) ( ) [ ( ) / ( )] ( ) [ ( ) / ( )] ( )A q y t B q F q u t nk C q D q e t= - +
(9.11)
④ 输入误差模型：
( ) ( ) [ ( ) / ( )] ( ) ( )A q y t B q F q u t nk e t= - +
(9.12)
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