递推子空间辨识算法及其在陀螺参数辨识中的应用

发布时间：2020-06-20 14:14

【摘要】：系统辨识与控制理论、状态估计构成了现代控制理论的三大支柱。随着现代控制理论的不断成熟和完善，系统辨识理论也获得了长足发展。目前为止，该理论已经广泛应用在控制工程以及其它众多领域。子空间辨识作为一种直接基于状态空间模型的新辨识方法，由于处理多输入多输出（MIMO）系统的能力较为突出等优势，从提出至今得到了国内外学者的广泛关注。由于很多工程问题要求实时在线估计系统的参数，因此递推子空间辨识方法成为了子空间辨识领域的研究热点。 本文在多变量输出误差状态空间(Multi-Variables Output-Error State-Space，简称为MOESP)类离线子空间辨识算法的基础上，研究了基于QR分解、Givens旋转变换和传播算子的递推子空间辨识算法，并将该算法成功应用于导引头位标器的陀螺动力学模型参数辨识中。 首先，在离线的MOESP类子空间辨识算法基础上对递推子空间辨识算法进行了研究，给出了递推子空间辨识算法所解决问题的基本描述。概述了基于QR分解和传播算子的递推子空间辨识算法的思想，并给出了算法流程。 其次，对递推子空间辨识算法进行仿真验证。主要针对不同阶次的参数时不变线性系统、参数时变线性系统以及参数突变线性系统在无噪声以及不同方差的测量噪声、过程噪声干扰的情况下进行了数值仿真，验证递推子空间辨识算法的有效性。 最后，实现了递推子空间辨识算法在陀螺参数辨识中的应用。通过递推子空间辨识算法对导引头位标器的陀螺动力学模型参数进行了辨识。由于利用该方法得到的是原系统的一个等价变换系统，并不能直接确定陀螺参数。因此对连续陀螺动力学模型进行离散化以获得其离散的线性状态空间模型，利用等价变换系统具有相同的特征值和特征多项式的性质，来求解待辨识参数。最后通过仿真验证了该方法在工程上的适用性。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：N945.14;TP13
【图文】：

图 2-1 普通 MOESP 算法流程图2-1 Flowchart of Ordinary MOESP algo间辨识算法进行辨识的两个主要基；二是在获得该列空间的基础间模型。本章主要介绍了 MO该方法解决的问题的基本描述，- 11 -

对基于 QR 分解、Givens 旋转变换和传仿真，验证了该方法的有效性。在此基位标器的陀螺动力学模型参数进行辨识输出数据，用于对参数进行辨识。由于换系统，并不能直接确定陀螺参数，因得其离散的线性状态空间模型。利用等式的性质，来求解待辨识参数。最后通态空间模型室所做项目中对导引头位标器所建的动陀螺转子通过一个万向节连接到内框架轴承安装在外框架上，外框架再通过轴于四框架的陀螺平台。

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本文编号：2722537