识别非线性黑箱模型使用系统辨识软件——MATLAB和Simulink MathWorks西班牙金宝appgydF4y2Ba

使用系统辨识程序识别非线性黑箱模型gydF4y2Ba

介绍gydF4y2Ba

目标gydF4y2Ba

对于评估和验证非线性模型从单输入/输出)数据,找到一个最能代表你的系统动力学。gydF4y2Ba

完成本教程后,您将能够完成以下任务使用gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用:gydF4y2Ba

从MATLAB进口数据对象gydF4y2Ba^®gydF4y2Ba工作空间到应用程序。gydF4y2Ba
估计和非线性模型的数据进行验证。gydF4y2Ba
情节和分析非线性的行为。gydF4y2Ba

数据描述gydF4y2Ba

本教程使用的数据文件gydF4y2Batwotankdata.matgydF4y2Ba“双槽系统,其中包含的输出时域数据,如下图所示。gydF4y2Ba

槽式系统gydF4y2Ba

槽式系统的说明。柜1是顶部。柜2是在底部。gydF4y2Ba

在槽式系统中,倒通过管道进入水箱1,流入槽2,通过一个小洞,使系统水箱的底部2。测量的输入gydF4y2Bau (t)gydF4y2Ba系统的电压应用于泵源进水箱1(伏)。测量的输出gydF4y2Bay (t)gydF4y2Ba是在水槽的高度(单位:米)。gydF4y2Ba

基于伯努利定律,即水通过一个小洞的底部坦克非线性取决于水箱里的水,你期望的输入和输出数据之间的关系是非线性的。gydF4y2Ba

twotankdata.matgydF4y2Ba包括3000个样品的样品时间0.2秒。gydF4y2Ba

非线性黑箱模型是什么?gydF4y2Ba

类型的非线性黑箱模型gydF4y2Ba

你可以估计非线性离散时间黑盒模型对于和输出时域数据。你可以选择两种类型的非线性,黑盒模型结构:gydF4y2Ba

非线性ARX模型gydF4y2Ba
Hammerstein-Wiener模型gydF4y2Ba

请注意gydF4y2Ba

你可以估计Hammerstein-Wiener黑箱模型的输入/输出数据。这些模型不支持时间序列数据,在没有输入。金宝appgydF4y2Ba

估计非线性黑箱模型的更多信息,请参阅gydF4y2Ba非线性模型识别gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

什么是非线性ARX模型?gydF4y2Ba

一个非线性ARX模型由模型解释变量和一个输出函数。输出函数包含一个或多个gydF4y2Ba映射对象gydF4y2Ba,一个用于每个模型输出。每个映射对象可以包括线性和非线性函数模型解释变量给模型的输出和输出固定偏移量。对于这个框图表示的结构变量非线性ARX模型在模拟场景中。gydF4y2Ba

左边的回归量块。输出函数是在右边。输出功能块包含,从上到下,抵消,非线性函数、线性函数。回归量的输入块u系统输入和输出函数的输出y。gydF4y2Ba

软件计算非线性ARX模型的输出gydF4y2BaygydF4y2Ba在两个阶段:gydF4y2Ba

计算回归量的值从当前和过去的输入值和输出数据。gydF4y2Ba
在最简单的情况下,解释变量延迟输入和输出,例如gydF4y2BaugydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba1)和gydF4y2BaygydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba3)。这样的解释变量被称为gydF4y2Ba线性解释变量gydF4y2Ba。您指定线性解释变量使用gydF4y2BalinearRegressorgydF4y2Ba对象。您还可以指定线性解释变量通过线性ARX模型订单作为输入参数。有关更多信息,请参见gydF4y2Ba非线性ARX模型订单和延迟gydF4y2Ba。然而,第二种方法约束你的回归量设置为线性解释变量与连续延迟。创建gydF4y2Ba多项式解释变量gydF4y2Ba,可以使用gydF4y2BapolynomialRegressorgydF4y2Ba对象。创建gydF4y2Ba周期性的解释变量gydF4y2Ba包含延迟的正弦和余弦函数的输入和输出变量,使用gydF4y2BaperiodicRegressorgydF4y2Ba对象。您还可以指定gydF4y2Ba自定义的解释变量gydF4y2Ba,这是延迟输入和输出的非线性函数。例如,gydF4y2BaugydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba1)gydF4y2BaygydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba3)是一个定制的回归量繁殖的实例输入和输出。指定自定义解释变量使用gydF4y2BacustomRegressorgydF4y2Ba对象。gydF4y2Ba
你可以分配任何的解释变量作为输入输出函数的线性函数块,非线性功能块,或两者兼而有之。gydF4y2Ba
它将解释变量映射到模型使用一个输出功能块输出。输出功能块可以包含多个映射对象,与每一个映射对象包含线性、非线性、并行和抵消块。例如,考虑以下方程:gydF4y2Ba

$FgydF4y2Ba (gydF4y2Ba xgydF4y2Ba)gydF4y2Ba =gydF4y2Ba {lgydF4y2Ba}^{TgydF4y2Ba} (gydF4y2Ba xgydF4y2Ba -gydF4y2Ba rgydF4y2Ba)gydF4y2Ba +gydF4y2Ba ggydF4y2Ba (gydF4y2Ba 问gydF4y2Ba (gydF4y2Ba xgydF4y2Ba -gydF4y2Ba rgydF4y2Ba)gydF4y2Ba)gydF4y2Ba +gydF4y2Ba dgydF4y2Ba$

在这里,gydF4y2BaxgydF4y2Ba解释变量是一个矢量,然后呢gydF4y2BargydF4y2Ba的意思是gydF4y2BaxgydF4y2Ba。gydF4y2Ba $FgydF4y2Ba (gydF4y2Ba xgydF4y2Ba)gydF4y2Ba =gydF4y2Ba {lgydF4y2Ba}^{TgydF4y2Ba} (gydF4y2Ba xgydF4y2Ba -gydF4y2Ba rgydF4y2Ba)gydF4y2Ba +gydF4y2Ba {ygydF4y2Ba}_{0gydF4y2Ba}$ 是线性函数的输出块。gydF4y2Ba $ggydF4y2Ba (gydF4y2Ba 问gydF4y2Ba (gydF4y2Ba xgydF4y2Ba -gydF4y2Ba rgydF4y2Ba)gydF4y2Ba)gydF4y2Ba +gydF4y2Ba {ygydF4y2Ba}_{0gydF4y2Ba}$ 代表非线性功能块的输出。gydF4y2Ba问gydF4y2Ba是一个投影矩阵,计算状态良好的。gydF4y2BadgydF4y2Ba是一个标量抵消添加到组合输出的线性和非线性。的具体形式gydF4y2BaFgydF4y2Ba(gydF4y2BaxgydF4y2Ba)取决于你选择的输出函数。你可以选择从gydF4y2Ba可用的映射对象gydF4y2Batree-partition网络等小波网络和多层神经网络。你也可以排除线性或非线性的功能块输出函数。gydF4y2Ba
当评估一个非线性ARX模型,软件计算模型参数值,如gydF4y2BalgydF4y2Ba,gydF4y2BargydF4y2Ba,gydF4y2BadgydF4y2Ba,gydF4y2Ba问gydF4y2Ba和其他参数指定gydF4y2BaggydF4y2Ba。gydF4y2Ba

由此产生的非线性ARX模型gydF4y2BaidnlarxgydF4y2Ba对象存储所有数据模型,包括模型解释变量和参数输出的功能。关于这些对象的更多信息,请参阅gydF4y2Ba非线性模型结构gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

Hammerstein-Wiener模型是什么?gydF4y2Ba

这个框图表示Hammerstein-Wiener的结构模型:gydF4y2Ba

在那里,gydF4y2Ba

fgydF4y2Ba是一个非线性函数变换输入数据gydF4y2BaugydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba),gydF4y2BawgydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba)=gydF4y2BafgydF4y2Ba(gydF4y2BaugydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba))gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
wgydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba),一个内部变量,输入非线性的输出块相同的维度gydF4y2BaugydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
B / FgydF4y2Ba是一个线性传递函数转换吗gydF4y2BawgydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba),gydF4y2BaxgydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba)= (gydF4y2BaB / FgydF4y2Ba)gydF4y2BawgydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba)gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba),一个内部变量,是线性的输出块相同的维度gydF4y2BaygydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
BgydF4y2Ba和gydF4y2BaFgydF4y2Ba类似于多项式线性输出误差模型。关于输出误差模型的更多信息,请参阅gydF4y2Ba多项式模型是什么?gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
为gydF4y2Ba纽约gydF4y2Ba输出和gydF4y2BaνgydF4y2Ba输入,包含条目的线性区块是一个传递函数矩阵:gydF4y2Ba

$\frac{{BgydF4y2Ba}_{jgydF4y2Ba,gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba} (gydF4y2Ba 问gydF4y2Ba)gydF4y2Ba}{{FgydF4y2Ba}_{jgydF4y2Ba,gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba} (gydF4y2Ba 问gydF4y2Ba)gydF4y2Ba}$

在哪里gydF4y2BajgydF4y2Ba=gydF4y2Ba1、2、…,纽约gydF4y2Ba和gydF4y2Ba我gydF4y2Ba=gydF4y2Ba1、2、…,怒gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
hgydF4y2Ba是一个非线性函数映射的输出线性分组吗gydF4y2BaxgydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba系统输出gydF4y2BaygydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba),gydF4y2BaygydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba)=gydF4y2BahgydF4y2Ba(gydF4y2BaxgydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba))gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

因为gydF4y2BafgydF4y2Ba作用于线性块的输入端口,这个函数被调用gydF4y2Ba输入非线性gydF4y2Ba。同样的,因为gydF4y2BahgydF4y2Ba作用于线性块的输出端口,这个函数被调用gydF4y2Ba输出非线性gydF4y2Ba。如果您的系统包含多个输入和输出,必须定义的函数gydF4y2BafgydF4y2Ba和gydF4y2BahgydF4y2Ba为每个输入和输出信号。你不需要包括输入和输出非线性模型结构。当一个模型只包含输入非线性gydF4y2BafgydF4y2Ba,它被称为gydF4y2Ba汉默斯坦gydF4y2Ba模型。同样,当模型只包含输出非线性gydF4y2BahgydF4y2Ba,它被称为gydF4y2Ba维纳gydF4y2Ba模型。gydF4y2Ba

软件计算Hammerstein-Wiener模型的输出gydF4y2BaygydF4y2Ba在三个阶段:gydF4y2Ba

计算gydF4y2BawgydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba)=gydF4y2BafgydF4y2Ba(gydF4y2BaugydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba)从输入数据。gydF4y2Ba
wgydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba)是一种线性传递函数的输入gydF4y2BaB / FgydF4y2Ba。gydF4y2Ba
输入非线性静态(gydF4y2Ba无记忆gydF4y2Ba)函数,输出给定的时间的价值gydF4y2BatgydF4y2Ba只取决于输入值在时间gydF4y2BatgydF4y2Ba。gydF4y2Ba
您可以配置输入非线性乙状结肠网络,小波网络,饱和,死区,分段线性函数、一维多项式,或一个自定义的网络。您还可以删除输入的非线性。gydF4y2Ba
计算线性的输出块使用gydF4y2BawgydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba)和初始条件:gydF4y2BaxgydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba)= (gydF4y2BaB / FgydF4y2Ba)gydF4y2BawgydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
您可以配置线性分子阻止通过指定的命令gydF4y2BaBgydF4y2Ba和分母gydF4y2BaFgydF4y2Ba。gydF4y2Ba
计算的模型输出转换的输出线性块gydF4y2BaxgydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba使用非线性函数)gydF4y2BahgydF4y2Ba作为gydF4y2BaygydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba)=gydF4y2BahgydF4y2Ba(gydF4y2BaxgydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba))。gydF4y2Ba
类似于输入非线性,非线性是一个静态函数的输出。您可以配置输出非线性以同样的方式作为输入非线性。你也可以删除输出非线性,这样gydF4y2BaygydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba)=gydF4y2BaxgydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

生成的模型gydF4y2BaidnlhwgydF4y2Ba对象存储所有数据模型,包括模型参数和非线性估计。关于这些对象的更多信息,请参阅gydF4y2Ba非线性模型结构gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

准备数据gydF4y2Ba

数据加载到gydF4y2BaMATLABgydF4y2Ba工作空间gydF4y2Ba

负载样本数据gydF4y2Batwotankdata.matgydF4y2Ba通过输入以下命令在MATLAB命令窗口:gydF4y2Ba

负载gydF4y2BatwotankdatagydF4y2Ba

这个命令加载下面的两个变量到MATLAB工作空间浏览器:gydF4y2Ba

ugydF4y2Ba是输入数据,提要的电压应用于泵进水箱1(伏)。gydF4y2Ba
ygydF4y2Ba是输出数据,它是高度水箱2(单位:米)。gydF4y2Ba

创建iddata对象gydF4y2Ba

系统辨识工具箱™数据对象封装数据值和数据属性到一个单一的实体。您可以使用系统辨识工具箱命令来方便地操纵这些数据对象作为单一实体。gydF4y2Ba

你必须已经示例数据加载到MATLAB工作区,所述gydF4y2Ba数据加载到MATLAB工作区gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

使用以下命令来创建两个gydF4y2BaiddatagydF4y2Ba数据对象,gydF4y2Ba泽gydF4y2Ba和gydF4y2BazvgydF4y2Ba,在那里gydF4y2Ba泽gydF4y2Ba包含估计和数据模型gydF4y2BazvgydF4y2Ba包含模型验证的数据。gydF4y2BaTsgydF4y2Ba样品时间。gydF4y2Ba

t = 0.2;gydF4y2Ba%样本时间是0.2秒gydF4y2Baz = iddata (y, u, Ts);gydF4y2Ba% 1000样品用于估计gydF4y2Ba泽= z (1:1000);gydF4y2Ba%剩余样品用于验证gydF4y2Bazv = z (1001:3000);gydF4y2Ba

视图的属性gydF4y2BaiddatagydF4y2Ba对象,使用gydF4y2Ba得到gydF4y2Ba命令。例如:gydF4y2Ba

(泽)gydF4y2Ba

MATLAB软件返回以下数据属性和值:gydF4y2Ba

域:‘时间’的名字:“OutputData: x1双[1000]y:“OutputData一样”OutputName:{“日元”}OutputUnit: {"} InputData: u (x1 1000双):“InputData一样”InputName: {‘u1’} InputUnit:{"}时期:Inf InterSample:“zoh”Ts: 0.2000 Tstart: 0.2000 SamplingInstants: [1000 x0双]TimeUnit:“秒”ExperimentName:“Exp1”指出:{}用户数据:[]gydF4y2Ba

修改数据属性,使用点符号。例如,分配通道名称和单位标签图轴,在MATLAB命令窗口中输入以下语法:gydF4y2Ba

%设置时间单位到几分钟gydF4y2Ba泽。T我meUnit =“秒”gydF4y2Ba;gydF4y2Ba%设置输入通道的名称gydF4y2Ba泽。在putName =“电压”gydF4y2Ba;gydF4y2Ba%为输入变量设置单位gydF4y2Ba泽。在putUnit =“V”gydF4y2Ba;gydF4y2Ba%设置输出通道的名称gydF4y2Ba泽。OutputName =gydF4y2Ba“高度”gydF4y2Ba;gydF4y2Ba%设置单元的输出通道gydF4y2Ba泽。OutputUnit =gydF4y2Ba“米”gydF4y2Ba;gydF4y2Ba%设置验证数据属性gydF4y2Bazv。T我meUnit =“秒”gydF4y2Ba;zv。在putName =“电压”gydF4y2Ba;zv。在putUnit =“V”gydF4y2Ba;zv。OutputName =gydF4y2Ba“高度”gydF4y2Ba;zv。OutputUnit =gydF4y2Ba“米”gydF4y2Ba;gydF4y2Ba

来验证gydF4y2BaInputNamegydF4y2Ba的属性gydF4y2Ba泽gydF4y2Ba改变,键入以下命令:gydF4y2Ba

ze.inputnamegydF4y2Ba

提示gydF4y2Ba

属性名称,如gydF4y2BaInputNamegydF4y2Ba不区分大小写的。你也可以缩写属性名称,开始gydF4y2Ba输入gydF4y2Ba或gydF4y2Ba输出gydF4y2Ba用gydF4y2BaugydF4y2Ba为gydF4y2Ba输入gydF4y2Ba和gydF4y2BaygydF4y2Ba为gydF4y2Ba输出gydF4y2Ba在属性名。例如,gydF4y2BaOutputUnitgydF4y2Ba相当于gydF4y2BayunitgydF4y2Ba。gydF4y2Ba

启动系统识别的应用gydF4y2Ba

打开gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用MATLAB命令窗口输入以下命令:gydF4y2Ba

systemIdentificationgydF4y2Ba

默认的会话名称,gydF4y2Ba无标题的gydF4y2Ba出现在标题栏。gydF4y2Ba

系统识别应用程序主界面。导入数据区域在左边。这个区域包括数据视图选择底部。导入的操作区域是正确的数据区域。导入模型区域是在右边。这个区域包括模型视图选择底部gydF4y2Ba

数据对象导入到系统识别应用gydF4y2Ba

您可以导入数据对象应用MATLAB的工作区。gydF4y2Ba

你必须已创建数据对象,所述gydF4y2Ba创建iddata对象gydF4y2Ba,打开应用程序中描述gydF4y2Ba启动系统识别的应用gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

导入数据对象:gydF4y2Ba

在gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用程序,选择gydF4y2Ba导入数据gydF4y2Ba>gydF4y2Ba数据对象gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

该操作将会打开导入数据对话框。gydF4y2Ba
输入gydF4y2Ba泽gydF4y2Ba在gydF4y2Ba对象gydF4y2Ba场导入评估数据。新闻gydF4y2Ba输入gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
这一行动进入对象信息导入数据字段。gydF4y2Ba
点击gydF4y2Ba更多的gydF4y2Ba查看更多的信息关于这个数据,包括通道名称和单位。gydF4y2Ba
点击gydF4y2Ba进口gydF4y2Ba添加图标命名gydF4y2Ba泽gydF4y2Ba到gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用程序。gydF4y2Ba
在“导入数据”对话框中,键入gydF4y2BazvgydF4y2Ba在gydF4y2Ba对象gydF4y2Ba场导入验证数据。新闻gydF4y2Ba输入gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
点击gydF4y2Ba进口gydF4y2Ba添加图标命名gydF4y2BazvgydF4y2Ba到gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用程序。gydF4y2Ba
在“导入数据”对话框中,单击gydF4y2Ba关闭gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
在gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用,将验证数据gydF4y2BazvgydF4y2Ba图标的gydF4y2Ba验证数据gydF4y2Ba矩形。估计的数据gydF4y2Ba泽gydF4y2Ba图标已经指定的gydF4y2Ba工作数据gydF4y2Ba矩形。gydF4y2Ba
另外,右击gydF4y2BazvgydF4y2Ba图标打开数据/模型信息对话框。选择gydF4y2Ba作为验证数据gydF4y2Ba复选框。点击gydF4y2Ba应用gydF4y2Ba然后gydF4y2Ba关闭gydF4y2Ba添加gydF4y2BazvgydF4y2Ba到gydF4y2Ba验证数据gydF4y2Ba矩形。gydF4y2Ba
的gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用程序现在类似于下图。gydF4y2Ba

估计非线性ARX模型gydF4y2Ba

估计非线性ARX模型与默认设置gydF4y2Ba

在这部分教程中,您估计非线性ARX模型使用默认的模型结构和评估选择。gydF4y2Ba

你必须已经准备数据,所述gydF4y2Ba准备数据gydF4y2Ba。关于非线性ARX模型的更多信息,请参阅gydF4y2Ba什么是非线性ARX模型?gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

请注意gydF4y2Ba

本教程中的插图代表一个典型gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用程序会话。你的结果可能不精确匹配的结果图像。gydF4y2Ba

在gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用程序,选择gydF4y2Ba估计gydF4y2Ba>gydF4y2Ba非线性模型gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

这一行动打开了gydF4y2Ba估计非线性ARX模型gydF4y2Ba对话框。gydF4y2Ba

该对话框包含两个选项卡gydF4y2Ba模型结构gydF4y2Ba和gydF4y2Ba估计选项gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
的gydF4y2Ba模型结构gydF4y2Ba选项卡包含参数配置的结构模型,如解释变量的选择和输出函数的类型。指定要估计模型的名称gydF4y2Ba模型名称gydF4y2Ba。默认的模型名称gydF4y2Banlarx1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
使用gydF4y2Ba解释变量gydF4y2Ba选项卡创建回归量设置使用。默认情况下,应用程序创建一个线性回归量与滞后gydF4y2Ba(1 2)gydF4y2Ba在每个变量和商店的回归量gydF4y2Ba线性解释变量# 1gydF4y2Ba在gydF4y2Ba解释变量集gydF4y2Ba区域。该面板包含一个表,允许您修改使用为每个变量的滞后。gydF4y2Ba

配置面板gydF4y2Ba配置:线性解释变量# 1gydF4y2Ba包含一个表,它显示了回归量组使用的滞后值。您可以修改这些滞后。gydF4y2Ba

解释变量赋值表gydF4y2Ba解释变量赋给输出函数gydF4y2Ba列出了回归量名称和输出函数的回归量分配组件。gydF4y2Ba

回归量分配表中生成一个模型输出gydF4y2Ba高度gydF4y2Ba:gydF4y2Ba
高度gydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba)=gydF4y2BafgydF4y2Ba(gydF4y2Ba高度gydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba1),gydF4y2Ba高度gydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba2),gydF4y2Ba电压gydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba1),gydF4y2Ba电压gydF4y2Ba(gydF4y2BatgydF4y2Ba2))gydF4y2Ba
在这里,gydF4y2BafgydF4y2Ba(.)是一个静态的非线性函数,将解释变量映射到输出。选择gydF4y2BafgydF4y2Ba(.)及其相关参数,使用gydF4y2Ba输出函数gydF4y2Ba选项卡。gydF4y2Ba
您可以添加更多的回归量集,如多项式和自定义公式,通过选择一种回归量gydF4y2Ba添加类型的解释变量gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

这个示例只使用gydF4y2Ba线性解释变量# 1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
选择gydF4y2Ba输出函数gydF4y2Ba选项卡。gydF4y2Ba
应用程序选择的选项卡显示gydF4y2Ba小波网络gydF4y2Ba作为默认类型输出的功能gydF4y2BafgydF4y2Ba()。这个函数使用一个线性函数之和,非线性函数(这是一笔小波扩展),和一个偏移量来计算输出。选项卡显示一组配置参数。所使用的小波函数的数量估计期间配置为自动选择。你可以修改这个选择。您还可以修改初始值的线性系数和偏移量。第一估计,保持默认的选择。gydF4y2Ba
点击gydF4y2Ba估计gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
这一行动增加了模型gydF4y2Banlarx1gydF4y2Ba的模型板gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用,如下列图所示。gydF4y2Ba
双击或右键单击模型图标gydF4y2Banlarx1gydF4y2Ba模型板显示的信息估计模型。顶部区域描述了模型结构和评估结果(数据使用,适合百分比和其他质量指标)。底部区域(gydF4y2Ba日记和笔记gydF4y2Ba)显示了MATLAB脚本,您可以使用复制估算结果在命令行。gydF4y2Ba

请注意gydF4y2Ba

适合(%)gydF4y2Ba计算使用估计与预测数据集的焦点。而不是验证数据集。然而,模型输出在下一步情节比较适合验证数据集。看看这个模型可以模拟响应一个独立的验证数据集,使用gydF4y2Ba模型输出gydF4y2Ba情节,讨论接下来的步骤。gydF4y2Ba
在gydF4y2Ba模型视图gydF4y2Ba区域的gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用程序,选择gydF4y2Ba模型输出gydF4y2Ba。这个动作模拟模型使用输入验证数据作为模型的输入和情节模拟输出的输出验证数据。gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba最适合gydF4y2Ba领域模型的输出图显示了协议模型输出和验证数据输出使用归一化均方(NRMSE)指标的拟合优度。这项协议是在400 - 500年的时间跨度。gydF4y2Ba

情节非线性截面非线性ARX模型gydF4y2Ba

执行以下步骤查看非线性的形状作为解释变量的函数非线性ARX模型图。gydF4y2Ba

在gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用程序,选择gydF4y2Ba非线性ARXgydF4y2Ba复选框查看非线性横断面图。gydF4y2Ba
默认情况下,情节展示了输出的解释变量之间的关系gydF4y2Ba高度(t - 1)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba(2)高度gydF4y2Ba。这个图展示了一个普通平面如下图所示。因此,解释变量之间的关系和输出大约是一个线性平面。gydF4y2Ba
在非线性ARX模型绘制窗口中,设置gydF4y2Ba回归量1gydF4y2Ba来gydF4y2Ba电压(t - 1)gydF4y2Ba。集gydF4y2Ba回归量2gydF4y2Ba来gydF4y2Ba电压(2)gydF4y2Ba。点击gydF4y2Ba应用gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
这些解释变量和输出之间的关系是非线性的,如以下图所示。gydF4y2Ba
非线性表面旋转,选择gydF4y2Ba风格gydF4y2Ba>gydF4y2Ba三维旋转gydF4y2Ba并拖动阴谋一个新的方向。gydF4y2Ba
显示一个一维横截面回归量1,回归量2gydF4y2Ba没有一个gydF4y2Ba,然后单击gydF4y2Ba应用gydF4y2Ba。下图显示了生成的非线性回归量1级,代表了时移电压信号,gydF4y2Ba电压(t - 1)gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

改变非线性ARX模型结构gydF4y2Ba

在这部分教程中,您估计非线性ARX模型与特定输入时滞和非线性设置。通常情况下,你选择模型通过试验和错误的订单,直到您得到一个模型,产生一个精确的数据。gydF4y2Ba

你必须已经估计非线性ARX模型的默认设置,所述gydF4y2Ba估计非线性ARX模型与默认设置gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

在gydF4y2Ba估计非线性ARX模型gydF4y2Ba对话框中,选择gydF4y2Ba模型结构gydF4y2Ba选项卡,然后选择gydF4y2Ba解释变量gydF4y2Ba选项卡。gydF4y2Ba
在gydF4y2Ba配置:线性解释变量# 1gydF4y2Ba面板中,改变gydF4y2Ba电压gydF4y2Ba变量滞后gydF4y2Ba[3 - 4]gydF4y2Ba。这是因为数据显示有一个至少3样本输入与输出之间的滞后。gydF4y2Ba
这一行动更新解释变量列表显示gydF4y2Ba电压(条t - 3)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba电压(第四节)gydF4y2Ba条件的最小延迟三个样品。gydF4y2Ba
点击gydF4y2Ba估计gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
这一行动增加了模型gydF4y2Banlarx2gydF4y2Ba到gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用程序和更新gydF4y2Ba模型输出gydF4y2Ba窗口包含这个模型。双击该gydF4y2Banlarx2gydF4y2Ba图标模型板的主应用程序窗口显示了估计的结果。gydF4y2Ba

还应用更新模型输出阴谋显示模型的适应gydF4y2Banlarx2gydF4y2Ba对验证数据集gydF4y2BazvgydF4y2Ba。情节表明,正确的选择输入变量滞后改善健康。gydF4y2Ba
在gydF4y2Ba估计非线性ARX模型gydF4y2Ba对话框中,选择gydF4y2Ba模型结构gydF4y2Ba选项卡,然后选择gydF4y2Ba解释变量gydF4y2Ba选项卡。gydF4y2Ba
选择gydF4y2Ba输出函数gydF4y2Ba选项卡。gydF4y2Ba
为gydF4y2Ba数量的单位gydF4y2Ba中,选择gydF4y2Ba输入gydF4y2Ba并输入gydF4y2Ba6gydF4y2Ba。设定一个具体的数字控制的灵活性非线性函数通过直接指定的小波gydF4y2Ba小波网络gydF4y2Ba用途。gydF4y2Ba
点击gydF4y2Ba估计gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
这一行动增加了模型gydF4y2Banlarx3gydF4y2Ba到gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用。同时也更新了gydF4y2Ba模型输出gydF4y2Ba窗口,如下图所示。gydF4y2Ba

使用多项式解释变量gydF4y2Ba

你可以估计一个非线性ARX模型,使用更高权力的滞后变量作为解释变量。在这个例子中,您将添加二阶多项式的滞后变量,包括交叉项。gydF4y2Ba

在gydF4y2Ba估计非线性ARX模型gydF4y2Ba对话框中,选择gydF4y2Ba模型结构gydF4y2Ba选项卡,然后选择gydF4y2Ba解释变量gydF4y2Ba选项卡。gydF4y2Ba
扩大gydF4y2Ba添加类型的解释变量gydF4y2Ba并选择gydF4y2Ba多项式gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

这个动作一组多项式回归量称为补充道gydF4y2Ba多项式解释变量# 1gydF4y2Ba解释变量集的列表。默认情况下,这组配置为生成订单2的解释变量,如配置面板所示。gydF4y2Ba
改变gydF4y2Ba电压gydF4y2Ba滞后,gydF4y2Ba[3 - 4]gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
选择gydF4y2Ba包括变量的组合gydF4y2Ba包括所有的交叉项。这一行动将十二级解释变量添加到模型中,除了四个了gydF4y2Ba线性回归量# 1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
点击gydF4y2Ba估计gydF4y2Ba。这一行动增加了模型gydF4y2Banlarx4gydF4y2Ba应用程序,应用程序更新gydF4y2Ba模型输出gydF4y2Ba情节,如下列图所示。gydF4y2Ba

情节表明添加多项式的解释并没有提高模型的泛化能力。即模型之间不提供一个更好的适合模型输出和测量输出独立的验证数据。这个结果通常是overfits的场景,也就是说,当模型解释变量包含超过绝对必需的。gydF4y2Ba

在非线性块选择解释变量的子集gydF4y2Ba

你可以估计一个非线性ARX模型,包括只有一个子集的解释变量,输入非线性块作为输入。默认情况下,所有解释变量用于非线性块。在这部分教程中,您指定只有一个子集的解释变量的非线性。gydF4y2Ba

你必须已经指定了模型结构,所述gydF4y2Ba改变非线性ARX模型结构gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

在gydF4y2Ba估计非线性ARX模型gydF4y2Ba对话框中,选择gydF4y2Ba模型结构gydF4y2Ba选项卡,然后选择gydF4y2Ba解释变量gydF4y2Ba选项卡。gydF4y2Ba
如果崩溃,扩大gydF4y2Ba解释变量赋给输出函数gydF4y2Ba面板。gydF4y2Ba
清除所有二阶的解释变量的选择gydF4y2Ba高度:NonlinearFcngydF4y2Ba表的列。同时,清楚所有解释变量的选择与交叉项(也就是说,解释变量组成的产品2项)下载188bet金宝搏gydF4y2Ba高度:LinearFcngydF4y2Ba
点击gydF4y2Ba估计gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
这一行动增加了模型gydF4y2Banlarx5gydF4y2Ba到gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用。同时也更新了gydF4y2Ba模型输出gydF4y2Ba窗口。gydF4y2Ba

模型输出的阴谋,nlarx5补充道。比nlarx3 nlarx5有一个更好的选择。gydF4y2Ba

这个模型显示了提高泛化能力。gydF4y2Ba

指定之前估计的非线性模型与不同的输出函数gydF4y2Ba

你可以估计的一系列非线性ARX模型对模型结构进行系统的变化和基本每个新模型的配置之前估计的模型。在这部分教程中,您估计的非线性ARX模型类似于现有的模型(gydF4y2Banlarx3gydF4y2Ba),但有不同的非线性函数的输出。gydF4y2Ba

在gydF4y2Ba估计非线性ARX模型gydF4y2Ba对话框中,选择gydF4y2Ba模型结构gydF4y2Ba选项卡。gydF4y2Ba
选择gydF4y2Banlarx3gydF4y2Ba从gydF4y2Ba初始模型gydF4y2Ba。这个设置中显示的属性gydF4y2Ba解释变量gydF4y2Ba和gydF4y2Ba输出函数gydF4y2Ba标签相对应的值gydF4y2Banlarx3gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
选择gydF4y2Ba输出函数gydF4y2Ba选项卡。gydF4y2Ba
在表中,改变的选择gydF4y2Ba非线性函数gydF4y2Ba来gydF4y2Ba乙状结肠网络gydF4y2Ba。这集的输出函数s形的网络。gydF4y2Ba
在gydF4y2Ba输入的数量单位gydF4y2Ba,输入gydF4y2Ba6gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
点击gydF4y2Ba估计gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
这一行动增加了模型gydF4y2Banlarx6gydF4y2Ba到gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用。同时也更新了gydF4y2Ba模型输出gydF4y2Ba情节,如下列图所示。gydF4y2Ba

选择最好的模型gydF4y2Ba

最好的模型是最简单的模型,准确地描述了动力学。结果表明,模型gydF4y2Banlarx3gydF4y2Ba是一个最好的候选人idnlarx模型数据,基于这个例子中探索的各种模型结构的选择。gydF4y2Ba

出口最佳模型基地工作区gydF4y2Ba

拖动gydF4y2Banlarx3gydF4y2Ba图标的gydF4y2Ba到工作空间gydF4y2Ba盒子在主gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用程序窗口。另外,双击gydF4y2Banlarx3gydF4y2Ba图标开放信息板。从那里,点击gydF4y2Ba出口gydF4y2Ba将模型导出到基本工作空间。gydF4y2Ba

估计Hammerstein-Wiener模型gydF4y2Ba

估计Hammerstein-Wiener模型与默认设置gydF4y2Ba

在这部分教程中,您将使用默认的模型估计非线性Hammerstein-Wiener模型结构和评估选择。gydF4y2Ba

你必须已经准备数据,所述gydF4y2Ba准备数据gydF4y2Ba。关于非线性ARX模型的更多信息,请参阅gydF4y2BaHammerstein-Wiener模型是什么?gydF4y2Ba

请注意gydF4y2Ba

本教程中的插图代表一个典型gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用程序会话。你的结果可能不精确匹配的结果图像。gydF4y2Ba

在gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用程序,选择gydF4y2Ba估计gydF4y2Ba>gydF4y2BaHammerstein-Wiener模型gydF4y2Ba打开gydF4y2Ba估计Hammerstein-Wiener模型gydF4y2Ba对话框。该对话框包含两个选项卡gydF4y2Ba模型结构gydF4y2Ba和gydF4y2Ba估计选项gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
检查默认的模型结构。的gydF4y2Ba模型结构gydF4y2Ba选项卡包含三个选项卡,为每个组件模型的一个选项卡。这些组件输入非线性,线性动态块和输出非线性。gydF4y2Ba
1. 选择gydF4y2Ba输入非线性gydF4y2Ba选项卡。默认的非线性是一个gydF4y2Ba分段线性gydF4y2Ba函数与10个断点。gydF4y2Ba
2. 选择gydF4y2Ba线性分组gydF4y2Ba选项卡。线性传递函数的分子为2,这意味着一个二阶多项式gydF4y2BazgydF4y2Ba^1gydF4y2Ba分母3的顺序,一个输入延迟1样本。gydF4y2Ba
3. 选择gydF4y2Ba输出非线性gydF4y2Ba选项卡。与gydF4y2Ba输入非线性gydF4y2Ba选项卡中,默认的非线性是一个gydF4y2Ba分段线性gydF4y2Ba函数与10个断点。gydF4y2Ba
点击gydF4y2Ba估计gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
这个动作的参数估计Hammerstein-Wiener模型以最小化模型输出之间的差异和测量输出(gydF4y2Baze.OutputDatagydF4y2Ba)。估计的参数是:gydF4y2Ba
1. 断点位置(x - y坐标)输入和输出的分段线性函数。gydF4y2Ba
2. 分子和分母多项式系数构成线性分组传递函数。gydF4y2Ba
软件增加了估计模型gydF4y2Banlhw1gydF4y2Ba的模型板gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用程序。gydF4y2Ba
在gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用程序,选择gydF4y2Ba模型输出gydF4y2Ba复选框。gydF4y2Ba
这个动作模拟模型使用输入验证数据作为模型的输入和情节模拟输出的输出验证数据。注意,将验证数据gydF4y2BazvgydF4y2Ba。gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba最适合gydF4y2Ba领域模型的输出窗口显示模型输出之间的协议和验证数据的输出。gydF4y2Ba

该模型gydF4y2Banlhw1gydF4y2Ba没有很好的验证。适合的gydF4y2Bazv.OutputDatagydF4y2Ba很差。gydF4y2Ba

非线性和线性传递函数gydF4y2Ba

你可以画出输入/输出非线性和模型的线性传递函数Hammerstein-Wiener阴谋。gydF4y2Ba

在gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用程序,选择gydF4y2BaHamm-WienergydF4y2Ba查看Hammerstein-Wiener模型图。gydF4y2Ba
情节显示输入的非线性,如下列图所示。gydF4y2Ba
单击gydF4y2BaygydF4y2Ba_问gydF4y2Ba矩形在前一部分Hammerstein-Wiener模型图窗口。gydF4y2Ba
情节更新显示输出非线性。gydF4y2Ba
单击gydF4y2Ba线性分组gydF4y2Ba矩形在前一部分Hammerstein-Wiener模型图窗口。gydF4y2Ba
情节更新显示线性传递函数的阶跃响应。gydF4y2Ba
在gydF4y2Ba选择情节类型gydF4y2Ba列表中,选择gydF4y2Ba波德gydF4y2Ba。此操作将显示一个波德图的线性传递函数。gydF4y2Ba

改变Hammerstein-Wiener模型输入延迟gydF4y2Ba

在这部分教程中,您估计Hammerstein-Wiener模型与一个特定的模型和非线性设置。通常情况下,你选择模型的订单通过试验和错误和延迟,直到你得到一个模型,产生令人满意的适合的数据。gydF4y2Ba

你必须已经估计Hammerstein-Wiener模型与默认设置,所述gydF4y2Ba估计Hammerstein-Wiener模型与默认设置gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

在gydF4y2Ba估计Hammerstein-WienergydF4y2Ba对话框中,选择gydF4y2Ba模型结构gydF4y2Ba选项卡,然后gydF4y2Ba线性分组gydF4y2Ba选项卡。gydF4y2Ba
为gydF4y2Ba电压gydF4y2Ba输入通道,双击相应的gydF4y2Ba输入延迟(nk)gydF4y2Ba细胞和输入值gydF4y2Ba3gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
点击gydF4y2Ba估计gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
这一行动增加了模型gydF4y2Banlhw2gydF4y2Ba到gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用程序和更新gydF4y2Ba模型输出gydF4y2Ba情节,如下列图所示。gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba最适合gydF4y2Ba面板模型的输出窗口显示的质量gydF4y2Banlhw2gydF4y2Ba健康,这是一个改进的模型gydF4y2Banlhw1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

在Hammerstein-Wiener改变非线性估计模型gydF4y2Ba

在这个部分的示例中,您修改默认Hammerstein-Wiener模型结构通过改变其非线性估计量。gydF4y2Ba

提示gydF4y2Ba

如果你知道你的系统包括饱和或死区非线性,可以指定这些专门的非线性估计模型。gydF4y2Ba分段线性gydF4y2Ba,gydF4y2Ba小波网络gydF4y2Ba,gydF4y2Ba乙状结肠网络gydF4y2Ba是一般的非线性近似非线性估计。gydF4y2Ba

在gydF4y2Ba估计Hammerstein-Wiener模型gydF4y2Ba对话框中,选择gydF4y2Ba模型结构gydF4y2Ba选项卡,然后gydF4y2Ba输入非线性gydF4y2Ba选项卡。gydF4y2Ba
单击gydF4y2Ba非线性gydF4y2Ba细胞的gydF4y2Ba电压gydF4y2Ba变量和选择gydF4y2Ba乙状结肠网络gydF4y2Ba从列表中。gydF4y2Ba
在gydF4y2Ba输入的数量单位gydF4y2Ba将值设置为gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
点击gydF4y2Ba估计gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
这一行动增加了模型gydF4y2Banlhw3gydF4y2Ba到gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用。同时也更新了gydF4y2Ba模型输出gydF4y2Ba窗口,如下图所示。gydF4y2Ba
在gydF4y2Ba估计Hammerstein-Wiener模型gydF4y2Ba对话框中,选择gydF4y2Ba输入非线性gydF4y2Ba选项卡。gydF4y2Ba
为gydF4y2Ba电压gydF4y2Ba输入,设置gydF4y2Ba非线性gydF4y2Ba来gydF4y2Ba小波网络gydF4y2Ba。的默认值gydF4y2Ba数量的单位gydF4y2Ba是gydF4y2Ba选择自动gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
选择gydF4y2Ba输出非线性gydF4y2Ba选项卡。gydF4y2Ba
设置gydF4y2Ba高度gydF4y2Ba输出gydF4y2Ba非线性gydF4y2Ba来gydF4y2Ba一维多项式gydF4y2Ba。集gydF4y2Ba多项式的次数gydF4y2Ba来gydF4y2Ba2gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
点击gydF4y2Ba估计gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
这一行动增加了模型gydF4y2Banlhw4gydF4y2Ba到gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用。同时也更新了gydF4y2Ba模型输出gydF4y2Ba窗口,如下图所示。gydF4y2Ba

选择最好的模型gydF4y2Ba

最好的模型是最简单的模型,准确地描述了动力学。gydF4y2Ba

在这个例子中,模型gydF4y2Banlhw3gydF4y2Ba和gydF4y2Banlhw4gydF4y2Ba是很好的候选人。gydF4y2Ba