Optimal excitation signal design for parameter estimation in a cascade tank system

• Autorzy: Jakowluk W.

Warianty tytułu

PL

Dobór optymalnego sygnału wejściowego w zadaniu estymacji parametrów układu dwóch zbiorników

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The choice of an input signal used for actuation of the system is critical in the task of model building and parameter identification. In the paper the optimal excitation signal was generated for the cascade tank system. The objective of this kind of experiment design is to minimise the variance of the parameters to be estimated. In this case, the objective function was formulated through maximisation of the Fisher information matrix determinant in the form of a conventional integral criterion with amplitude constraints.

PL

Dokładność uzyskiwanych estymat parametrów identyfikowanego modelu zależy przede wszystkim od doboru odpowiedniego sygnału wejściowego, który wzbudza wybrane wejście obiektu regulacji. W pracy przedstawiono wyniki doboru optymalnego sygnału sterującego układem dwóch zbiorników. Celem takiego eksperymentu jest minimalizacja wariancji uzyskiwanych estymat parametrów. Maksymalizowano funkcjonał celu określony jako wyznacznik macierzy informacyjnej Fishera uwzględniając nałożone ograniczenia na amplitudę sygnału wejściowego.

Słowa kluczowe

EN

optimal excitation signal; parameter estimation; cascade tank

PL

optymalny sygnał pobudzający; estymacja parametrów; zbiornik kaskady

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 4
• Strony: 3919--3925
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., fig., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Jakowluk W.

• Politechnika Bialostocka

Bibliografia

• [1] Godfrey K.: Perturbation signals for system identification, Prentice Hall International (UK) Ltd. Hertfordshire, UK, 1993.
• [2] Ljung L.: System identification: Theory for the user, Prentice Hall, Inc., Upper Saddle River, New Jersey, USA, 1999.
• [3] Pintelon R., Schoukens J.: System identification: A frequency domain approach (2nd edition), John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, USA, 2012.
• [4] Kalaba R., Spingarn K.: Control, identification, and input optimization, Plenum Press, New York, 1982.
• [5] Mehra R.: Choice of input signals, in: P. Eykhoff (ed.), Trends and progress in systems identification, Pergamon Press, New York, 1981.
• [6] Zarrop M.: Optimal experiment for dynamic system identification, Lecture Notes in Control and Information, vol. 21, Springer-Verlag, New York, 1979.
• [7] Antoulas A., Anderson B.: On the choice of inputs in identification for robust control, Automatica 35, 1009-1031, 1999.
• [8] Gevers M., Ljung L.: Optimal experiments designs with respect to the intended model application, Automatica 22, 543-554, 1986.
• [9] Hussain M.: Review of the applications of neural networks in chemical process control-simulation and on-line implementation, Artificial Intelligence in Engineering 13, 55-68, 1999.
• [10] Narasimhan S., Rengaswamy R.: Multi-objective input signal design for plant friendly identification of process systems, Proceeding of the American Control Conference, Boston, Massachusetts, 4891-4896, 2004.
• [11] Narasimhan S., Rengaswamy R.: Multi-objective optimal input design for plant friendly identification, Proceeding of the American Control Conference, Seattle, Washington, 1304-1309, 2008.
• [12] Rivera D., Braun M., Mittelmann H.: Constrained multisine inputs for plant friendly identification of chemical processes, In: 15th IFAC World Congress, Barcelona, Spain, vol. 15, part 1, 480-485, 2002.
• [13] Steenis R., Rivera D.: Plant-Friendly Signal Generation for System Identification Using a Modified Simultaneous Perturbation Stochastic Approximation (SPSA) Methodology, IEEE Transactions on Control Systems Technology 19, 1604-1612, 2011.
• [14] Jakowluk W.: Design of an optimal excitation signal for identification of inertial systems in time domain, Przegląd Elektrotechniczny 85 (6), 125-129, 2009.
• [15] Jakowluk W.: Design of an optimal actuation signal for identification of a torsional spring system, Przegląd Elek¬trotechniczny 87 (6), 154-160, 2011.
• [16] Schwartz A., Polak E., Chen Y.: A Matlab toolbox for solving optimal control problems. Version 1.0 for Windows, May 1997, available at: http://www.schwartz-home.com/RIOTS/.