Оцените модель состояния-пространства и сравните ее отклик с измеренным выходом.

Загрузите данные ввода-вывода, которые хранятся в iddata объект.

load iddata1 z1

Оценка модели пространства состояния четвертого порядка.

nx = 4;
sys = ssest(z1,nx);

Сравните смоделированный отклик модели с измеренным выходом.

compare(z1,sys)

График показывает, что процент соответствия между моделируемой моделью и оценочными данными превышает 70%.

Дополнительную информацию об оценке можно просмотреть, изучив idss собственность sys.Report.

sys.Report

ans = 
          Status: 'Estimated using SSEST with prediction focus'
          Method: 'SSEST'
    InitialState: 'zero'
        N4Weight: 'CVA'
       N4Horizon: [6 10 10]
             Fit: [1x1 struct]
      Parameters: [1x1 struct]
     OptionsUsed: [1x1 idoptions.ssest]
       RandState: []
        DataUsed: [1x1 struct]
     Termination: [1x1 struct]

Например, узнайте больше об условиях завершения.

sys.Report.Termination

ans = struct with fields:
                 WhyStop: 'No improvement along the search direction with line search.'
              Iterations: 7
    FirstOrderOptimality: 85.9759
                FcnCount: 123
              UpdateNorm: 14.2002
         LastImprovement: 0

Отчет содержит информацию о количестве итераций и причине прекращения итерации оценки.

Загрузка данных ответа системы временной области.

load iddata7 z7;

Определение модели пространства состояния четвертого порядка данных. Укажите известную задержку в 2 секунд для первого входа и 0 секунд для второго входа.

nx = 4;
sys = ssest(z7(1:300),nx,'InputDelay',[2;0]);

Модифицируют каноническую форму матриц A, B и C, включают член прохождения в матрицу D и исключают оценку модели возмущения в матрице K.

Загрузка данных ввода-вывода и оценка системы четвертого порядка с использованием ssest параметры по умолчанию.

load iddata1 z1
sys1 = ssest(z1,4);

Укажите сопутствующую форму и сравните A матрица со значением по умолчанию A матрица.

sys2 = ssest(z1,4,'Form','companion');
A1 = sys1.A

A1 = 4×4

   -0.5155   -3.8483    0.6657   -0.2666
    5.8665   -2.7285    1.0649   -1.4694
   -0.4487    0.9308   -0.6235   18.8148
   -0.4192    0.5595  -16.0688    0.5399

A2 = sys2.A

A2 = 4×4
103 ×

         0         0         0   -7.1122
    0.0010         0         0   -0.9547
         0    0.0010         0   -0.3263
         0         0    0.0010   -0.0033

Включение условия прохождения и сравнение D матрицы.

sys3 = ssest(z1,4,'Feedthrough',1);
D1 = sys1.D

D1 = 0

D3 = sys3.D

D3 = 0.0339

Устранение моделирования возмущений и сравнение K матрицы.

sys4 = ssest(z1,4,'DisturbanceModel','none');
K1 = sys1.K

K1 = 4×1

    0.0520
    0.0973
    0.0151
    0.0270

K4 = sys4.K

K4 = 4×1

     0
     0
     0
     0

Определить ssest оценивают исходные состояния как независимые параметры оценки.

ssest может обрабатывать начальные состояния одним из нескольких способов. По умолчанию ssest выбирает метод автоматически на основе оценочных данных. Можно выбрать метод самостоятельно, изменив набор опций с помощью ssestOptions.

Загрузка данных ввода-вывода z1 и оценить модель пространства состояния второго порядка sys с использованием параметров по умолчанию. Использовать синтаксис, возвращающий начальные состояния x0.

load iddata1 z1
[sys,x0] = ssest(z1,2);
x0

x0 = 2×1

     0
     0

По умолчанию оценка выполняется с использованием 'auto' установка для InitialState. Узнать, какой метод ssest применяется путем просмотра значения InitialState в sys.Report.

sys.Report.InitialState

ans = 
'zero'

Программное обеспечение применило 'zero' способ, означающий, что программа устанавливает начальные состояния на ноль вместо их оценки. Этот выбор согласуется с 0 значения, возвращенные для x0.

Укажите, что ssest оцените начальные состояния как независимые параметры, используя 'estimate' установка. Использовать ssestOptions чтобы создать измененный набор опций и указать этот набор опций для оценки новой модели.

opt = ssestOptions('InitialState','estimate');
[sys1,x0] = ssest(z1,2,opt);
x0

x0 = 2×1

    0.0068
    0.0052

x0 теперь имеет оценочные параметры с ненулевыми значениями.

Получение регуляризованной модели состояния-пространства пятого порядка для системы второго порядка из сигнала с узкой полосой пропускания.

Данные оценки нагрузки.

load regularizationExampleData eData;

Создайте модель передаточной функции, используемую для генерации оценочных данных (истинная система).

trueSys = idtf([0.02008 0.04017 0.02008],[1 -1.561 0.6414],1);

Оценка нерегулируемой модели состояния-пространства.

opt = ssestOptions('SearchMethod','lm');
m = ssest(eData,5,'form','modal','DisturbanceModel','none','Ts',eData.Ts,opt);

Оценка регуляризованной модели состояния-пространства.

opt.Regularization.Lambda = 10;
mr = ssest(eData,5,'form','modal','DisturbanceModel','none','Ts',eData.Ts,opt);

Сравните выходные данные модели с оценочными данными.

compare(eData,m,mr);

Сравните импульсные характеристики модели.

impulse(trueSys,m,mr,50);
legend('trueSys','m','mr');

Оценка модели состояния-пространства измеряемых данных ввода-вывода. Настройте ограничения параметров и начальные значения для оценки с использованием модели состояния-пространства.

Создание idss для задания начальной параметризации для оценки.

A = blkdiag([-0.1 0.4; -0.4 -0.1],[-1 5; -5 -1]);
B = [1; zeros(3,1)]; 
C = [1 1 1 1]; 
D = 0; 
K = zeros(4,1);
x0 = [0.1 0.1 0.1 0.1];
Ts = 0;
init_sys = idss(A,B,C,D,K,x0,Ts);

Установка всех записей K кому 0 создает idss модель без элемента нарушения состояния.

Используйте Structure для фиксации значений некоторых параметров модели. Сконфигурируйте модель таким образом, чтобы B и K являются фиксированными, и только ненулевые записи A являются оценочными.

init_sys.Structure.A.Free = (A~=0);
init_sys.Structure.B.Free = false;
init_sys.Structure.K.Free = false;

Записи в init_sys.Structure.A.Free определить, являются ли соответствующие записи в init_sys.A свободны (true) или фиксированный (false).

Загрузите измеренные данные и оцените модель состояния-пространства, используя ограничения параметров и начальные значения, указанные в init_sys.

load iddata2 z2;
sys = ssest(z2,init_sys);

Расчетные параметры sys удовлетворяют ограничениям, указанным init_sys.