ガウシャンプロセスとベイズ推定に基づくHammersteinシステムの二段階同定

基于高斯过程和贝叶斯估计的Hammerstein系统两步辨识

• 批准号: 22K04142
• 负责人: 八野 知博
• 金额: $ 0.75万
• 依托单位: Kagoshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04142/
• 关键词: 計測工学; 制御工学; システム工学; システム同定; ガウシャンプロセスモデル; Hammersteinシステム

本研究では、Hammersteinシステムを対象とし、進化型ガウシャンプロセスモデルとベイズ推定の協調による、簡便で高精度なシステム同定アルゴリズムを提供することを目的としている。本年度は、離散時間Hammersteinシステムを対象とし、同定用入力信号の印加方法を工夫して非線形静的部の推定と線形動的部の推定を二段階に分離することにより、簡便かつ高精度な二段階同定アルゴリズムを導出した。具体的には、第１段階で複数個の一定値信号に対する定常出力値を計測し、これらの定常値入出力データを用いて、進化型ガウシャンプロセスモデルの学習により対象システムの非線形静的部を推定する。次に第２段階で対象システムに新たな持続振動的入力信号を加えてその出力を計測した後、第１段階で推定済みの非線形静的部を用いて、ガウシャンプロセスの枠組みで対象システムの中間信号を推定し、推定中間信号と出力値から対象システムの線形動的部を推定するアルゴリズムである。開発した同定アルゴリズムを計算機上で実現するため、MATLABコード化も行った。入力部に非線形増幅器を有する直流電動機を離散時間Hammersteinシステムに見立てたシミュレーション実験により、本同定法では、従来の一括同定法と比べて同等の同定精度を保持しつつ、同定に要する計算時間を大幅に短縮できることを明らかにした。また、線形動的部の次数を上げていっても同定精度には劣化が見られないことも確認した。

The purpose of this study is to provide a simple and accurate method for estimating the coordination of Hammerstein system. This year, the discrete time Hammerstein model is used to estimate the non-linear static part and the linear dynamic part. The two-stage separation is simple and accurate. Specifically, the first stage of the steady state output value measurement, the steady state input output value measurement, the evolution of the model, the learning of the model, the estimation of the nonlinear static part of the model. The second step is to estimate the non-linear static part of the first step by adding the input force signal of the new sustained vibration to the first step. Open the same file and run it on the computer. DC motors with nonlinear amplifiers in the input section have discrete-time Hammerstein systems, which are designed to maintain the same accuracy as the original method, and significantly shorten the calculation time of the same method. The number of times of linear motion is increased, and the same precision is deteriorated.

项目成果

ABCアルゴリズム調整型離散時間GPモデルによるHammersteinシステムの二段階同定

使用ABC算法调整的离散时间GP模型对Hammerstein系统进行两步辨识

• 发表时间: 2022
• 作者: 茅野智裕;八野知博
• 通讯作者: 八野知博