系统辨识技术及其应用PDF电子书下载

目录 1

绪论 1

第一节　系统辨识技术发展概况 1

第二节　辨识问题的提法和基本工作步骤 3

参考文献 6

第一章　信号分析及统计估计知识 7

第一节　确定性信号的频域分析 7

一、傅立叶变换与功率谱密度 7

二、连续时间信号的拉普拉斯变换 15

三、离散时间信号的z变换 16

四、三种变换之间的关系 19

第二节　随机性信号的统计分析 21

一、随机过程的概率分布和统计函数 22

二、遍历性平稳随机过程（序列） 25

三、自回归滑动和序列（ARMA序列） 32

第三节　统计估计的基本概念和方法 33

一、基本概念 34

二、基本估计方法 35

参考文献 43

第二章　线性定常系统的数学模型 44

一、微分方程 45

第一节　连续时间系统的数学模型 45

二、传递函数 47

三、频率响应特性 49

四、冲激响应函数（权函数） 52

五、阶跃响应函数（飞升曲线） 53

六、状态微分方程 54

第二节　离散时间系统的数学模型 59

一、差分方程 59

二、脉冲传递函数 59

三、冲激响应序列 62

四、阶跃响应序列 64

五、状态差分方程 66

六、状态微分方程与状态差分方程的关系 69

第三节 参数模型与非参数模型之间的相互转换关系 69

一、连续时间系统的两类模型之间的关系 70

二、离散时间系统的两类模型之间的关系 79

第四节 多变量系统模型特点 83

一、多变量连续时间系统模型的特点 83

二、多变量离散时间系统模型的特点 85

第五节　线性系统对随机输入信号的响应 89

一、连续时间系统的响应 90

二、离散时间系统的响应 93

第六节　考虑观测噪声情况下线性系统模型的特点 98

一、单变量离散时间系统模型的特点 99

二、多变量离散时间系统模型的特点 102

参考文献 104

第三章 辨识线性定常系统动态特性的时域响应法 105

和频域响应法 105

第一节　时域响应特性测试方法 105

一、施加阶跃信号直接测取阶跃响应曲线 105

二、施加方波信号间接测取阶跃响应曲线 107

三、施加？脉冲信号近似地直接测取冲激响应曲线 109

第二节　频域响应特性测试方法 110

一、施加波形已知的周期信号测试法 110

二、施加非周期信号测试法 115

参考文献 124

第四章 辨识线性定常系统动态特性的相关分析法 125

第一节 相关分析法（COR法）的基本原理 125

一、基本关系式 125

二、采用相关分析法进行在线辨识的基本方案 127

一、M序列的生成方法 131

第二节　最大长度伪随机双电平信号（M序列） 131

二、M序列的基本特征和性质 135

第三节 用M序列信号测试系统冲激响应的具体步骤 138

一、第一次预备试验 139

二、选择参数适当的M序列作测试信号 140

三、第二次预备试验 143

四、正式试验 143

五、数据处理 144

第四节　逆重复M序列 152

一、逆重复M序列的生成方法和基本性质 153

二、消除直流漂移干扰误差的原理 157

第五节 多变量系统冲激响应的辨识方法要点 159

小结 164

参考文献 165

第五章　线性系统参数估计的最小二乘法 166

第一节　最小二乘参数估计法（LS法）原理 166

一、基本关系式 166

二、在白噪声假设下最小二乘参数估计的统计性质 170

三、加权最小二乘估计 172

第二节　最小二乘参数估计中的病态问题 173

第三节 采用渐消记忆法时最小二乘参数估计的递推算法 175

一、差分方程模型参数估计 182

第四节　多变量系统参数的最小二乘估计 182

二、状态差分方程模型参数估计 183

第五节 普通最小二乘法所得参数估计的有偏性 186

第六节　辅助变量法（IV法） 188

第七节　广义最小二乘法（GLS法） 192

一、基本原理与迭代算法 192

二、估计偏差校正算法 198

第八节　增广最小二乘法（ELS法） 200

第九节 多级最小二乘法（MSLS法） 203

第十节 相关分析-最小二乘两步法（COR-LS法） 206

一、直接拟合法 207

二、利用任意给定的输入数据平滑法 208

三、利用平稳输入、输出数据平滑法 210

第十一节　ARMA模型参数的最小二乘估计法的特点 212

一、非线性最小二乘估计法 213

二、线性最小二乘估计法 220

小结 221

参考文献 221

第一节　最大似然估计法（ML法）的基本原理 223

一、似然函数的推导 223

第六章　线性系统参数估计的最大似然法 223

二、最优化方法的应用 227

三、最大似然参数估计的统计性质 230

第二节　最大似然参数估计的递推算法 232

参考文献 238

第七章　系统辨识工作中的一般性实际问题 239

第一节　先验知识的利用与辨识方法的选择 239

第二节　输入信号的选择 242

一、非参数模型情况 242

二、参数模型情况 244

一、采样间隔的选择 246

第三节　观测数据的采集和预处理 246

二、观测记录长度的选择 247

三、不良数据的剔除 248

四、直流分量的辨识 249

五、高频和低频噪声的消除 250

第四节　阶和时延的检验 251

一、纯时延的检验 252

二、阶的检验 252

三、零参数的检验 255

四、阶与时延的联合检验 257

一、直接辨识法情况 258

第五节 闭环状态下系统的可辨识条件 258

二、间接辨识法情况 260

参考文献 261

第八章　系统辨识技术在各种机械产品动态性能试验 262

研究中的应用 262

第一节 辨识技术用于动力机械性能的试验研究 262

第二节　辨识技术用于交通运输机械性能的试验研究 275

一、汽车振动舒适性研究中车身悬挂系统和人／椅系统动态模型的辨识 275

二、船舶转向驾驶动态特性的辨识 285

一、谷物装卸用螺旋式输送机临界转速的测定 295

第三节　辨识技术用于农业机械性能的试验研究 295

二、谷物卸料用斜溜槽动态特性辨识 300

第四节　辨识技术用于轴承性能的试验研究 302

第五节 辨识技术用于机床结构部件的动态响应特性测试 311

一、辨识技术用于机床总体结构频率响应特性和振型 311

的测定 311

二、辨识技术用于机床滑动部件摩擦力动态阻尼特性 324

的测定 324

参考文献 332

的应用 335

第一节 机床切削力动态特性的辨识 335

第九章 系统辨识技术在机械制造工艺设备自动化中 335

第二节　机床切削加工颤振模型的辨识 345

第三节　机床走刀切削工艺系统的辨识 348

第四节　机床电气传动系统的辨识 356

一、晶闸管-直流电动机（SCR-D）自动调速系统的辨识 356

二、具有自适应能力的直接数字控制（ADDC）直流电机传动系统的在线辨识 363

第五节　加热设备动态特性的辨识 367

一、加热炉动态特性的辨识 368

二、高温持久试验机加热炉温控数学模型辨识 376

参考文献 383

第一节　轧钢机械系统的辨识 385

的应用 385

第十章　系统辨识技术在其他工业生产机械装置自动化中 385

一、连轧机的在线辨识 387

二、冷轧机恒张力调节系统的在线辨识与在线调整 393

第二节　造纸机械的辨识 397

第三节　发电机械的辨识 407

一、水轮发电机组的在线辨识 408

二、汽轮发电机组的在线辨识 411

参考文献 421

附录1 矩阵知识纲要 421

附录2 概率论知识纲要 432

附录3 曲线拟合或参数估计用非线性最小二乘算法 442