Параметрическая идентификация уравнений движения методом наименьших произведений | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 30 ноября, печатный экземпляр отправим 4 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №6 (86) март-2 2015 г.

Дата публикации: 11.03.2015

Статья просмотрена: 171 раз

Библиографическое описание:

Нашивочников, В. В. Параметрическая идентификация уравнений движения методом наименьших произведений / В. В. Нашивочников, И. А. Гарькина. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 6 (86). — С. 191-193. — URL: https://moluch.ru/archive/86/16256/ (дата обращения: 16.11.2024).

Рассматривается приложение метода наименьших произведений к параметрической идентификации уравнений короткопериодической составляющей продольного движения.

Ключевые слова:динамические системы, параметрическая идентификация, продольного движение, метод наименьших произведений, приложения.

 

Метод наименьших квадратов условно можно рассматривать как метод наименьших дисперсий; при этом метод наименьших произведений — методом наименьших спектральных плотностей. Их эквивалентами во временной области являются корреляционные функции. Нетрудно видеть, что метод наименьших квадратов является частным случаем метода наименьших произведений, когда отсчет значений фазовых координат производится в одной и той же точке. Метод представляет значительный интерес в силу большей общности по сравнению с методом наименьших квадратов. Однако до сего времени не имеет широкого распространения.

Недостатки метода наименьших произведений присущи всем известным методам спектральной теории случайных функций.

Рассмотрим приложение метода наименьших произведений к решению задачи параметрической идентификации продольного движения, а именно определению коэффициентов уравнений движения:

,

,

где  — фазовые координаты,

- управляющее воздействие.

Откуда

,

.

Здесь

;

,

.

Введем

, , ;

, , .

По данным нормального функционирования можно получить значения .

Коэффициенты  ищутся из условия минимума  (критерии обработки экспериментальных данных; при  получим метод наименьших квадратов):

,

.

Должны иметь

,,.

Откуда следует:

,

,

.

Аналогично определятся .

Из первого соотношения получим:

Для эргодических процессов будем иметь:

,

.

Поступая аналогично, получим еще три уравнения.

В итоге получим систему:

,

,

.                                      (1)

Для определения  получим точно такую же систему, но с правыми частями, соответственно равными

,

,

.                                                                                                               (2)

В общем случае сигналы  содержат помехи.

Так что:

,

;

,

.

При некоррелированных помехах будем иметь:

,

,

.

Как видим, в составляющих от помех содержатся только автокорреляционные функции, но не содержатся взаимные. Поэтому найдется , такое, что , а  еще достаточно велико. Поэтому решения систем (1) и (2) при  дадут состоятельные оценки для коэффициентов .

Метод широко использовался при разработке тренажных и обучающих комплексов для подготовки операторов и показал свою эффективность [1…7].

 

Литература:

 

1.                  Тюкалов Д. Е., Данилов А. М. Моделирование и подготовка операторов транспортных эргатических систем / Молодой ученый. — 2015. — № 3 (83). — С. 247–249.

2.                  Гарькина И. А., Данилов А. М., Пылайкин С. А. Имитаторы движения транспортных средств /Альманах современной науки и образования. — 2013. — № 7 (74). — С. 40–42.

3.                  Гарькина И. А., Данилов А. М., Пылайкин С. А. Практические методы идентификации транспортных эргатических систем / Альманах современной науки и образования. — 2013. — № 8 (75). — С. 50–52.

4.                  Данилов А. М., Гарькина И. А., Будылина Е. А. Практические методы идентификации эргатической системы / Отраслевые аспекты технических наук. — 2013. — № 6 (30). — С. 03–05.

5.                  Нугаев А. С., Данилов А. М. Управление в пространстве: оценка зависимостей выходных координат объекта в замкнутой системе / Вестник магистратуры. — 2014. — № 11–1 (38). — С. 27–30.

6.                  Нугаев А. С., Данилов А. М. Оценка качества объекта управления эргатической системы: функционал качества, определение весовых констант / Вестник магистратуры. — 2014. — № 12–1 (39). — С. 16–19.

7.                  Будылина Е. А., Гарькина И. А., Данилов А. М. Моделирование с позиций управления в технических системах // Региональная архитектура и строительство. –2013. — № 2. — С. 138–142.

Основные термины (генерируются автоматически): параметрическая идентификация, приложение метода, продольное движение, произведение.


Ключевые слова

параметрическая идентификация, приложения., динамические системы, продольного движение, метод наименьших произведений, приложения

Похожие статьи

Исследование устойчивости конечно разностных схем для численного решения уравнений колебаний прямоугольной мембраны и прямоугольной пластины

Рассматривается задача исследования устойчивости разностных схем для численного решения уравнений колебаний прямоугольной мембраны и прямоугольной пластины. Исследование проводится методом Неймана. Выводятся соотношения зависимости шага по времени от...

Параметрическая идентификация линеаризованных уравнений продольного движения

Приводится алгоритм параметрической идентификации линейных эргатических систем по экспериментальным данным.

Исследование устойчивости двух конечно разностных схем для численного решения уравнения колебаний балки

Рассматривается задача исследования устойчивости двух разностных схем для численного решения уравнения колебаний балки. Исследование проводится методом Неймана. Выводятся соотношения зависимости шага по времени от шагов по пространственным переменным...

Использование методик параллельного программирования при численном решении задач оптимизации методами координатного и градиентного спусков на примере задач гашения колебаний

Рассматривается задача разработки и использования методов параллельного программирования при численном решении задач оптимизации методами координатного и градиентного спусков. Задача оптимизации рассматривается в контексте решения задачи гашения коле...

Решение задач гидродинамики с помощью метода конечных элементов

В статье поставлена задача изучения течения жидкости в трубах с турбулизацией потока. Задача решена с помощью метода конечных элементов.

Метод и алгоритм построения распределения характеристик радиационного переноса в моделях сложного теплообмена

Рассматривается метод ускорения расчета параметров переноса селективного излучения при моделировании задач механики высокотемпературных сред. Предложен новый метод решения задачи, основанный на функции вывода в нечеткой системе Такаги-Сугено. Приведе...

Математическое моделирование динамики вязкоупругих трубопроводов с протекающей жидкостью

На примере вязкоупругой оболочки рассмотрены задачи о колебаниях вязкоупругих трубопроводов с протекающей жидкостью. С помощью метода Бубнова — Галеркина математическая модель задачи сведена к исследованию системы обыкновенных интегро-дифференциальны...

Исследование подходов к решению задач математической физики на примере уравнения колебаний прямоугольной мембраны

Рассматривается задача исследования колебаний прямоугольной мембраны. Показана неэффективность использования аналитических подходов. Для решения этой задачи были разработаны и использованы специальные алгоритмы численных методов.

Аппроксимация градуировочных характеристик средств измерений в материаловедении

Рассматриваются практические вопросы определения градуировочных характеристик средств измерений, используемых для анализа кинетики формирования физико-механических характеристик композиционных материалов при их аппроксимации ортогональными полиномами...

Алгоритм решения прикладных задач для обыкновенных дифференциальных уравнений четвертого порядка с методом дифференциальной прогонки

Метод дифференциальной прогонки развивается для решения широкого класса краевых задач дифференциальных уравнений четвертого порядка с переменными коэффициентами. В ряде прикладных задач показывается эффективность предлагаемого метода как способа алго...

Похожие статьи

Исследование устойчивости конечно разностных схем для численного решения уравнений колебаний прямоугольной мембраны и прямоугольной пластины

Рассматривается задача исследования устойчивости разностных схем для численного решения уравнений колебаний прямоугольной мембраны и прямоугольной пластины. Исследование проводится методом Неймана. Выводятся соотношения зависимости шага по времени от...

Параметрическая идентификация линеаризованных уравнений продольного движения

Приводится алгоритм параметрической идентификации линейных эргатических систем по экспериментальным данным.

Исследование устойчивости двух конечно разностных схем для численного решения уравнения колебаний балки

Рассматривается задача исследования устойчивости двух разностных схем для численного решения уравнения колебаний балки. Исследование проводится методом Неймана. Выводятся соотношения зависимости шага по времени от шагов по пространственным переменным...

Использование методик параллельного программирования при численном решении задач оптимизации методами координатного и градиентного спусков на примере задач гашения колебаний

Рассматривается задача разработки и использования методов параллельного программирования при численном решении задач оптимизации методами координатного и градиентного спусков. Задача оптимизации рассматривается в контексте решения задачи гашения коле...

Решение задач гидродинамики с помощью метода конечных элементов

В статье поставлена задача изучения течения жидкости в трубах с турбулизацией потока. Задача решена с помощью метода конечных элементов.

Метод и алгоритм построения распределения характеристик радиационного переноса в моделях сложного теплообмена

Рассматривается метод ускорения расчета параметров переноса селективного излучения при моделировании задач механики высокотемпературных сред. Предложен новый метод решения задачи, основанный на функции вывода в нечеткой системе Такаги-Сугено. Приведе...

Математическое моделирование динамики вязкоупругих трубопроводов с протекающей жидкостью

На примере вязкоупругой оболочки рассмотрены задачи о колебаниях вязкоупругих трубопроводов с протекающей жидкостью. С помощью метода Бубнова — Галеркина математическая модель задачи сведена к исследованию системы обыкновенных интегро-дифференциальны...

Исследование подходов к решению задач математической физики на примере уравнения колебаний прямоугольной мембраны

Рассматривается задача исследования колебаний прямоугольной мембраны. Показана неэффективность использования аналитических подходов. Для решения этой задачи были разработаны и использованы специальные алгоритмы численных методов.

Аппроксимация градуировочных характеристик средств измерений в материаловедении

Рассматриваются практические вопросы определения градуировочных характеристик средств измерений, используемых для анализа кинетики формирования физико-механических характеристик композиционных материалов при их аппроксимации ортогональными полиномами...

Алгоритм решения прикладных задач для обыкновенных дифференциальных уравнений четвертого порядка с методом дифференциальной прогонки

Метод дифференциальной прогонки развивается для решения широкого класса краевых задач дифференциальных уравнений четвертого порядка с переменными коэффициентами. В ряде прикладных задач показывается эффективность предлагаемого метода как способа алго...

Задать вопрос