
【化】 model identification
模型辨识 (Model Identification)
在控制理论与系统工程领域,"模型辨识"指基于系统输入输出数据建立数学模型的过程,旨在准确描述系统动态特性或参数关系。其核心是通过实验数据推断系统结构、估计未知参数,从而构建可预测系统行为的数学表达式。
动态特性还原
通过观测实际系统的输入输出数据(如传感器信号、实验测量值),辨识系统传递函数、状态方程或差分方程,还原其动态响应特性。例如,在机械系统中辨识阻尼系数与惯量参数以预测振动行为。
参考:IEEE控制系统协会术语标准(IEEE CSS Glossary)
参数估计与优化
采用最小二乘法、最大似然估计等算法,优化模型参数以最小化预测输出与实际数据的误差。典型应用包括电路元件参数标定、热力学系统传热系数拟合等。
参考:国际自动控制联合会(IFAC)系统辨识指南
模型验证与适用性
需通过残差分析、交叉验证等手段检验模型可靠性,确保其适用于预测、控制或故障诊断等场景。例如,工业过程控制中需验证辨识模型在扰动下的鲁棒性。
参考:Ljung, L. (1999). System Identification: Theory for the User. Prentice Hall.
该术语的严谨性依赖于实验设计与数学工具的结合,是连接理论仿真与实际系统的关键技术环节。
模型辨识是指根据系统的输入-输出数据或统计资料,确定其数学模型的内部结构和参数的过程。以下是详细解释:
基本概念
模型辨识通过观测数据推断系统的数学表达式,包括结构辨识(确定变量、方程形式、阶数等)和参数辨识(计算方程中的未知参数)。例如,在控制系统中,可通过输入电流与输出转速的关系建立电机模型。
要素组成
包含三个关键要素:
技术流程
通常包括数据预处理、特征提取、模型训练及优化。例如,机器学习中通过训练数据构建分类模型,再对新数据进行预测。
跨领域应用
模型辨识需平衡复杂性与精确性,过于复杂的模型可能导致过拟合。其本质是从数据中提取系统规律,为预测或决策提供数学基础。
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