具体描述
本书较系统地介绍了系统辨识方法的基本理论和方法,重点论述了输入设计与数据预处理方法、经典的非参数和参数辨识方法,神经网络模型和模糊集合模型辨识方法、鲁棒控制模型辨识方法,给出了系统辨识方法在飞行器试验中的应用实例,并提供了一些仿真实例的MATLAB代码。
本书内容简明扼要,理论紧密结合实际,较系统地阐述了系统辨识的主要步骤和内容,具有很好的实用性。本书可供从事系统建模的研究人员,工程师,研究生和相关专业的技术人员阅读参考。
作者简介
目录信息
1.1 系统与模型
1.2 系统辨识的基本思想
1.3 系统辨识的内容和步骤
1.4 系统辨识的基本原则
1.5 系统辨识的应用
1.6 系统辨识软件包
1.7 本书内容安排
习题
第2章 输入设计与数据预处理
2.1 随机信号
2.2 常用输入信号
2.3 输入信号与开环可辨识性
2.4 输入信号的选择
2.5 采样率的选择
2.6 测量数据预处理
2.7 数据相容性检验
习题
第3章 系统模型与模型辨识
3.1 输入输出模型
3.2 状态空间模型
3.3 随机模型
3.4 数学模型之间的等价变换
3.5 模型结构的可辨识性
3.6 模型阶次的辨识
3.7 模型仿真与预测
3.8 辨识精度
3.9 模型检验
习题
第4章 非参数模型辨识方法
4.1 相关分析法
4.2 谱分析法
4.3 非参数模型转化为参数模型
习题
第5章 参数辨识最优化方法
5.1 参数估计的梯度校正法
5.2 遗传算法
5.3 粒子群优化算法
习题
第6章 最小二乘法
6.1 最小二乘法概述
6.2 时变最小二乘法
6.3 辅助变量法
6.4 增广最小二乘法
6.5 多级最小二乘法
6.6 单输入单输出系统一般模型辨识的递推算法
6.7 系统辨识在故障检测中的应用
习题
第7章 其他参数辨识法
7.1 极大似然法
7.2 预报误差法
7.3 基于卡尔曼滤波器的多模参数辨识
7.4 基于系统辨识的自适应预报
习题
第8章 多变量线性系统辨识
8.1 状态方程的规范形
8.2 输入、输出方程
8.3 PCF规范形的辨识
8.4 状态空间模型的递归辨识算法的一般形式
习题
第9章 闭环系统的模型辨识
9.1 系统反馈判别法
9.2 闭环系统的辨识方法
9.3 多输入多输出闭环系统的辨识
9.4 闭环系统的阶次辨识
9.5 基于系统辨识的自适应控制
习题
第10章 神经网络模型的辨识
10.1 单个神经元结构
10.2 多层前馈神经网络后向传播算法
10.3 三层前馈神经网络的预报误差法
10.4 径向基神经网络
10.5 基于神经网络的逆模型辨识
10.6 神经自校正控制
10.7 神经nD控制
10.8 神经模型参考自适应控制
习题
第11章 模糊系统的模型辨识
11.1 模糊集合
11.2 基于T-S模型的模糊辨识
11.3 基于模糊划分的模糊辨识
11.4 基于模糊模型辨识的自适应预测与控制
习题
第12章 面向控制的鲁棒辨识
12.1 基于频域数据的鲁棒辨识
12.2 基于时域数据的鲁棒辨识
12.3 基于时/频混合数据的鲁棒辨识
第13章 系统辨识在飞行器试验中的应用
13.1 基于参数辨识的运载火箭动力系统故障诊断
13.2 基于参数辨识的空中飞行模拟器自适应控制
13.3 固定翼飞行器气动参数辨识
第14章 基于MaUab的系统辨识实例
附录A X2分布值表(a=0.05)
附录B F分布值表(a=0.05)
参考文献
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
坦白说,在接触《系统辨识方法及应用》之前,我对系统辨识的理解还停留在教授课本上那些相对基础的最小二乘法层面。这本书彻底颠覆了我的认知边界。它的魅力在于其广阔的视野和对方法论的深刻洞察。它不仅涵盖了传统的时域和频域辨识方法,更将频域辨识和时域辨识的优势进行了整合,提出了混合辨识框架,这在处理大型复杂系统时具有极高的工程价值。更让我感到惊喜的是,书中对辨识中常见的“模型失配”问题进行了深入探讨,并系统性地介绍了如何通过模型结构优化和正则化手段来缓解这一问题。这种关注实际工程痛点的态度,使得全书的指导性极强。我试着按照书中的建议,对一个我长期无法准确建模的机械臂系统进行了重新辨识,结果发现原先模型误差高达20%以上,而采用书中推荐的子空间辨识结合正则化方法后,误差下降到了5%以下,收敛速度也有显著提升。这种立竿见影的效果,足以证明其内容的含金量。这本书的语言风格略显学术化,对于新手来说可能需要一定的预热时间,但对于有一定基础并渴望突破现有瓶颈的研究人员来说,它无疑是一部能带来质的飞跃的参考宝典。
这本书的结构安排真是妙不可言,它巧妙地平衡了理论的深度与实践的广度。我个人对“应用”这部分内容特别关注,因为理论再完美,如果脱离实际场景就成了空中楼阁。这本书在这方面做得尤为出色,它没有停留在抽象的“输入-输出”描述,而是引入了大量的工业控制、航空航天、甚至生物医学信号处理中的具体案例。举个例子,书中关于噪声和干扰模型化处理的章节,简直是为我们做强干扰环境下的数据采集和模型建立提供了标准范本。作者非常清晰地划分了不同噪声类型(如白噪声、有色噪声)对参数估计偏差的影响,并给出了相应的鲁棒性辨识算法。我尤其欣赏它对“实验设计”这一环的重视。很多工程师往往重建模、轻数据采集,这本书却强调了如何通过选择合适的激励信号(如PRBS序列的最优参数选择)来最大化信息获取效率,这直接决定了后续辨识的精度上限。这种系统性的思考方式,远超了一般教科书的范畴。读完后,我感觉自己对整个辨识流程的认知不再是零散的知识点堆砌,而是一条有始有终、逻辑严密的完整工作流。虽然内容详实,但排版清爽,索引做得也很好,查找特定算法非常方便。
这本《系统辨识方法及应用》的书籍,我最近才入手。说实话,我对这类偏向理论和工程实践结合的书籍一向是抱有期待又有点忐忑的。翻开前几页,首先映入眼帘的是对经典辨识模型,比如ARMAX、子空间辨识方法的深入剖析。作者在阐述数学原理时,笔触非常细腻,即便是初次接触这些概念的读者,也能通过清晰的推导逻辑跟上思路。它不像某些教材那样只罗列公式,而是用大量的物理或工程背景例子来佐证理论的合理性,这对于我们这些希望理论能指导实际操作的人来说,简直是福音。我特别欣赏其中关于模型结构选择和参数估计不确定性分析的部分,这直接关系到辨识结果的可靠性。例如,作者花了相当篇幅讨论了如何利用残差分析来判断模型是否充分捕捉了系统的动态特性,这一点在实际项目调试中是极其关键的。书中还穿插了许多MATLAB/Simulink的仿真案例,这些代码片段不仅完整而且注释详尽,读者可以很容易地复现实验结果,甚至在此基础上进行二次开发。整本书的知识密度很高,但布局合理,章节之间承接自然,让人感觉作者对整个系统辨识领域的知识体系有着非常宏大而又精微的把握。如果非要说有什么遗憾,也许是对最新的一些基于深度学习的辨识前沿进展涉及稍显保守,但考虑到本书的定位是系统辨识的“方法及应用”基础构建,这种稳健的风格也情有可原。总而言之,这是一本扎实、实用,值得反复研读的工具书。
如果要用一个词来形容这本《系统辨识方法及应用》,那就是“全面且深刻”。它仿佛是一部浓缩了数十年该领域精华的百科全书。书中对递归最小二乘(RLS)算法的迭代过程进行了极其精细的推导,详细分析了其在不同初始条件下的稳定性和收敛特性,并特别强调了遗忘因子(forgetting factor)在跟踪时变系统中的调优艺术。这部分内容写得实在太到位了,让我们明白了为什么在实际应用中,一个小的参数调整能带来巨大的性能差异。此外,它对如何利用频域信息辅助时域辨识的章节尤其精彩,将傅里叶变换的理论巧妙地融入到参数估计的框架中,有效地克服了传统时域方法在处理周期性干扰时的不足。书中的大量图例展示了不同算法在信噪比变化下的性能曲线,这些直观的对比让抽象的数学概念变得生动起来。阅读过程中,我多次停下来思考作者是如何将如此庞杂的知识体系组织得如此井井有条的。它不是一本用来快速翻阅的书籍,而更像是一本需要泡在实验室和设计室里,时常翻阅、对照实际数据进行验证的案头必备工具。从基础理论到前沿展望,这本书为系统辨识领域的学习者提供了一个无与伦比的、坚实的起点和持续成长的阶梯。
读完《系统辨识方法及应用》之后,我的第一感觉是,这本书简直就是一本为想从“会用”到“精通”系统辨识的工程师准备的“武功秘籍”。它的叙述风格非常老派且严谨,没有过多花哨的修辞,直奔核心。最让我眼前一亮的是关于非线性系统辨识章节的处理。相较于传统书籍多侧重于线性模型的展开,这本书显然投入了更多精力去探讨如何用核函数方法、神经网络辨识或者模糊辨识来处理实际中那些弯弯绕绕的复杂系统。特别是对奇异值分解(SVD)在辨识中的应用讲解得尤为透彻,不仅解释了“是什么”,更深入挖掘了“为什么”——为什么SVD能有效降低模型阶次和抑制噪声影响。这使得我在处理我们工厂里那个高耦合、参数时变的设备时,有了一套全新的思路去构建和简化模型。书中的图表绘制极具专业水准,每一个波形图、每一个参数估计轨迹图都清晰地反映了算法的性能变化。我印象深刻的是它对比了不同时间尺度辨识策略的优劣,这对于需要进行实时控制系统建模的场景至关重要。唯一让我感到有些吃力的,是某些涉及高维优化算法的数学证明部分,需要读者具备较好的微积分和线性代数基础才能完全消化。但即便如此,它提供的结论和应用指南仍然是明确且可操作的。对于想要在辨识领域深耕的人来说,这本书无疑是不可或缺的阶梯。