安徽理工大学：《系统辨识与建模》课程电子教案（PPT教学课件）CH01 辨识的概念（负责人：欧阳名三）

CH1辨识的基本概念

1 CH1辨识的基本概念

§1辨识的基本概念 内容：系统辨识的概念、内容和 辨识步骤、方法。 要点： 1.系统和模型及建模分类 2.辩识问题的表示形式及原理 3.*辩识的内容和步骤（难点） 4.典型的非线性系统辨识与控制方法 2

2 § 1辨识的基本概念 内容：系统辨识的概念、内容和 辨识步骤、方法。 1. 系统和模型及建模分类 2. 辩识问题的表示形式及原理 3.* 辩识的内容和步骤（难点） 4.典型的非线性系统辨识与控制方法 要点：

1.系统和模型及建模分类 1) 模型分类 线性 (1) 微观 确定性 动态 静态 随机性 宏观 图1.1数学模型的分类 非线性

3 图1.1 数学模型的分类 随机性 确定性 动态 宏观 线性 1.系统和模型及建模分类 1）模型分类 （1） 非线性 静态 微观

(2)系统工程的特性 整体性（各个子系统可协调） 集合性（子集，如一台计算机） 层次性（从结构看子系统有层次和逻辑性) 相关性（子系统间的关系和演变） 目的性（实现功能) 适用性（考虑环境） 4

4 （2）系统工程的特性 • 整体性（各个子系统可协调） • 集合性（子集，如一台计算机） • 层次性（从结构看子系统有层次和逻辑性） • 相关性（子系统间的关系和演变） • 目的性（实现功能） • 适用性（考虑环境）

(3)系统分类 自然系统和人造系统 实际系统和概念系统 动态系统和静态系统（化工生产：系统中的参数 随时间变化) 开放系统和封闭系统 简单系统、简单巨系统和复杂巨系统

5 （3）系统分类 • 自然系统和人造系统 • 实际系统和概念系统 • 动态系统和静态系统（化工生产：系统中的参数 随时间变化） • 开放系统和封闭系统 • 简单系统、简单巨系统和复杂巨系统

(4)系统工程及内容 系统定义 系统工程是研究大规模复杂系统为对象的一门交叉学科，它 是把自然科学和社会科学的思想、理论、方法、策略和手段等 二根据总体协调的需要有机地联系以来，把人们的生产、科研或 。经济活动有效地组织起来，应用定量的分析和定性分析相结合 的方法及计算机等技术工具，对系统的构成要求、组织结构、 信息交换和反馈控制等功能进行分析、设计、制造和服务，从 而达到最优设计、最优控制和最优管理的目的，以便最充分地 。发挥人力、物力的潜力，通过组织管理技术、式局部和整体之 间的关系协调配合，以实现系统的综合最优化

6 （4）系统工程及内容 • 系统定义 系统工程是研究大规模复杂系统为对象的一门交叉学科,它 是把自然科学和社会科学的思想、理论、方法、策略和手段等 根据总体协调的需要有机地联系以来，把人们的生产、科研或 经济活动有效地组织起来，应用定量的分析和定性分析相结合 的方法及计算机等技术工具，对系统的构成要求、组织结构、 信息交换和反馈控制等功能进行分析、设计、制造和服务，从 而达到最优设计、最优控制和最优管理的目的，以便最充分地 发挥人力、物力的潜力，通过组织管理技术、式局部和整体之 间的关系协调配合，以实现系统的综合最优化

系统工程的内容 (1)系统辨识技术 (2)系统模型优化 (3) 系统最优化技术 (4) 系统评价技术 (5) 系统预测技术 (6)系统决策技术

7 • 系统工程的内容 （1）系统辨识技术 （2）系统模型优化 （3）系统最优化技术 （4）系统评价技术 （5）系统预测技术 （6）系统决策技术

2)系统建模方法的分类（一般分成三类) (1)机理建模 这是一种常用的建模方法，是根据系统的结构和 物理定理，推导出描述系统的数学模型。建立 的模型可能是线性的或非线性的。这类建模有 时也称为白箱建模。 8

8 2) 系统建模方法的分类（一般分成三类） （1）机理建模 这是一种常用的建模方法，是根据系统的结构和 物理定理，推导出描述系统的数学模型。建立 的模型可能是线性的或非线性的。这类建模有 时也称为白箱建模

(2) 系统辨识 这是一种利用系统的输入输出数据建模的方 法，也称黑箱建模。在这方面线性系统的建模 (辨识)理论已成熟，有关学科的专业知识要 求不变，获收的模型较简单，是实际系统的一 个合适的近似。 包括3个步骤：实验观测、数学建模和模型验 证

9 （2）系统辨识 这是一种利用系统的输入输出数据建模的方 法，也称黑箱建模。在这方面线性系统的建模 （辨识）理论已成熟，有关学科的专业知识要 求不变，获收的模型较简单，是实际系统的一 个合适的近似。 包括3个步骤：实验观测、数学建模和模型验 证

(3) 机理分析和系统辨识相结合的建摸 方法 这种建模适用于系统的运动机理不是完全 未知的情况，称之为灰色建模。利用已知 的运动机理和经验确定系统的结构和参数 (即确定模型) 。 常用的模型的表示方法有（四种）： 10

10 （3）机理分析和系统辨识相结合的建摸 方法 这种建模适用于系统的运动机理不是完全 未知的情况，称之为灰色建模。利用已知 的运动机理和经验确定系统的结构和参数 （即确定模型）。 常用的模型的表示方法有（四种）：