系統辨識在飛行器等航空航天工程中有哪些應用?


系統辨識在航空航天領域應用還是很廣泛的,就航空來說,系統辨識的應用主要集中在系統建模和控制器設計中。

結構辨識。在飛行器建模中,可以使用系統辨識對系統結構進行辨識,即採用什麼樣的數學模型來描述對象。

參數辨識。知道模型的結構後,通過實驗得到的輸入輸出數據,對模型中的未知參數進行辨識。比如在飛行器模型中,通過風洞試驗得到數據然後通過系統辨識方法,如最小二乘等對參數進行估計,得到氣動模型。

狀態估計和預測。通過測得的輸出和已知的輸入數據對系統狀態進行估計和預測。狀態估計得到系統內部信息用於控制系統設計,故障診斷以及輸出預測等方面。

代理模型辨識。通過辨識得到相對簡單的代理模型,用以替換複雜的模型進行控制其設計和操作。

系統辨識在這樣一個大的系統工程中隨處可見,其他的應用歡迎補充。


舉個例子,比如要做多軸的姿態控制,首先會根據運動學和動力學方程,建立飛行器的姿態模型,這個模型可以用傳遞函數或者狀態方程來表示,至於用哪種取決於後面用什麼演算法設計控制器。現在,你已經得到了姿態模型,但是模型中的參數值無法得知,這時系統辨識就派上用場了,當然,最好你先獲得飛行數據(一般看你模型需要什麼數據,比如輸入輸出),然後辨識出你模型參數,最後,在這個模型的基礎上,你可以做模擬,試驗你的控制演算法。

一般使用matlab的ident工具箱:

如何使用matlab中的ident工具箱進行系統辨識數學模型

【原創】MATLAB初體驗二(系統辨別)

系統辨識的Matlab實現方法(手把手)


可以通過辨識出模型,然後走現代控制理論那一套,也就是state space,直升機的辨識現在傾向於通過掃頻在頻域分析做出來,大的固定翼無人機實際上都還是PID為基礎.


系統辨識在控制領域是一種老說法,現在不流行了。實際上可以歸到自適應領域的一個子類。不過實際上在工程領域,比如航發的建模里還是有用處的。


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