mô hình hóa và nhận dạng mô hình

MÔ HÌNH HÓA VÀ NHẬN DẠNG MÔ
HÌNH
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
N i dungộ
Công cụ Matlab & Simuink
Nhận dạng đối tượng
Các phương pháp mô hình hóa
Mô hình hóa đối tượng
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Mô hình hóa đ i t ngố ượ
I. Khái niệm và phân loại mô hình

Mô hình: Là một hình thức mô tả khoa học và cô đọng các khía cạnh thiết yếu của một hệ thống thực, có thể có sẵn
hoặc cần phải xây dựng.

Phân loại:

Mô hình vật lý: Là một sự thu nhỏ và đơn giản hóa của thiết bị thực.

Mô hình trừu tượng: mô tả một cách logic các quan hệ về mặt chức năng giữa các thành phần của hệ thống.
Trong đó mô hình toán học là quan trọng nhất.
Đánh giá: “Không có mô hình nào chính xác nhưng có một số mô hình có ích”
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Text
Mô hình hóa đ i t ngố ượ
II. Mô hình hóa

Khái niệm: Mô hình hóa là quá trình xây dựng mô hình trừu tượng của đối tượng.


Mục đích:

1. Hiểu rõ hơn về quá trình

2. Thiết kế cấu trúc/sách lược điều khiển và lựa chọn kiểu bộ điều khiển

3. Tính toán và chỉnh định các tham số của bộ điều khiển

4. Xác định điểm làm việc tối ưu cho hệ thống

5. Mô phỏng, đào tạo người vận hành

Phân loại:

Mô hình hóa lý thuyết

Mô hình hóa thực nghiệm

Phương pháp kết hợp
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Các ph ng pháp mô hình hóaươ
Mô hình lý thuyết
Mô hình hóa lý thuyết: Dựa vào tính chất hóa học, vật lý và các quá trình diễn ra trong đối tượng, xây dựng hệ các phương trình vi
phân và phương trình đại số mô tả mối quan hệ giữa các đại lượng của đối tượng.
Ưu điểm:
•
Hiểu sâu quá trình vật lý, hóa học diễn ra trong thiết bị .Nếu tiến hành chi tiết, mô hình cũng được xây dựng tương đối chính
xác.

Nhược điểm:
•
Việc xây dựng mô hình phụ thuộc nhiều vào quá trình cụ thể, không có bài bản chung cho các đối tượng khác nhau.
•
Sự chính xác của mô hình nhiều khi phụ thuộc vào các quan hệ động học có được.
•
Giả thiết mang tính “lý tưởng”, trong đó có ảnh hưởng của yếu tố nhiễu, đặc biệt là các loại nhiễu không đo được.
Do đó, mô hình hóa lý thuyết được dùng chủ yếu để xây dựng được cấu trúc của đối tượng.
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Các ph ng pháp mô hình hóaươ
Mô hình thực nghiệm
Nhược điểm:
•
Không biết trước cấu trúc mô hình
•
Số liệu phép đo nhiều khi không chính xác. Các thông số hệ thống thay đổi, phụ thuộc nhiều vào nhiễu, sai số tính toán,… làm ảnh hưởng mạnh
tới chất lượng mô hình thu được

1
2
3
u
u u
u






1
2
3
y
y y
y





( )
( )
( )
Y s
G s
U s
=
x A B x
y C D u
    
=
 ÷  ÷ ÷
    
&
Mô hình hóa thực nghiệm: Xuất phát từ các số liệu đầu vào/ra, các số liệu
trạng thái, xây dựng đường đặc tính của đối tượng, sau đó qua bước xấp
xỉ mô hình để tìm ra mô hình đối tượng.
Ưu điểm:
•

Cho phép xác định các tham số chính xác trong trường hợp biết trước
cấu trúc mô hình
•
Hỗ trợ các công cụ phần mềm
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Các b c mô hình hóa k t h pướ ế ợ
Tìm hiểu các thông tin về mô hình đối tượng
B1
Thu thập số liệu giữa các đại lượng mong muốn
B3
Tiến hành nhận dạng các tham số
Tiến hành nhận dạng các tham số
B4
B4
Quy t đ nh mô hình, l a ch n tham s ế ị ự ọ ố
B5
Mô phỏng, kiểm tra kết quả
Mô phỏng, kiểm tra kết quả
B6
Xây dựng mối quan hệ vật lý giữa các biến vào/ra
và các biến trạng thái, để tìm ra cấu trúc mô hình đối tượng
B2
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Nh n d ng đ i t ngậ ạ ố ượ
Theo IEC 60050-351: “Nhận dạng hệ thống là những thủ tục suy luận một mô hình toán học biểu diễn đặc tính
tĩnh và đặc tính quá độ của một hệ thống từ đáp ứng của nó đối với một tín hiệu đầu vào xác định rõ, ví dụ hàm
bậc thang, một xung hoặc nhiễu tạp trắng”.
Định nghĩa nhận dạng

LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Nh n d ng đ i t ngậ ạ ố ượ
Thuật toán xác định
tham số
Số liệu vào/ra thực
nghiệm
Dạng mô hình, cấu
trúc mô hình
Chỉ tiêu đánh
giá chất lượng
Các yếu tố
cơ bản
Rất đa dạng
•
Xác định như thế nào?
•
Dạng nhiễu, độ lớn?
Mô phỏng và so sánh với số
liệu đo như thế nào
Mô hình phi tuyến/ tuyến tính, liên tục/ gián
đoạn, hàm truyền đạt/ không gian trạng thái
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Nh n d ng đ i t ngậ ạ ố ượ
1. Thu th p, khai thác thông tin ban đ u v quá trìnhậ ầ ề
2. L a ch n ph ng pháp nh n d ng (tr c tuy n/ngo i tuy n, vòng h /vòng kín, ch đ ng/b ự ọ ươ ậ ạ ự ế ạ ế ở ủ ộ ị
đ ng, …)ộ
3. L y s li u th c nghi m cho t ng c p bi n vào/ra, x lí thô đ lo i giá tr kém tin c yấ ố ệ ự ệ ừ ặ ế ử ể ạ ị ậ
4. Quy t đ nh v d ng mô hình và gi thi t ban đ u v c u trúc mô hìnhế ị ề ạ ả ế ầ ề ấ

5. L a ch n thu t toán và xác đ nh tham s mô hìnhự ọ ậ ị ố
6. Mô ph ng, ki m ch ng và đánh giáỏ ể ứ
7. Quay l i m t trong các b c 1-4 n u c nạ ộ ướ ế ầ
Các b c ti n hànhướ ế
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Nh n d ng đ i t ngậ ạ ố ượ
Description of the contents
Phân
loại
Dạng mô hình sử dụng
Theo số liệu thực nghiệm
Mục đích sử dụng MH
Theo thuật toán ước lượng MH
Vòng hở/vòng kín
Phi tuy n/tuy n tính, ế ế
liên t c/gián đo n, mô hình th i gian/t n sụ ạ ờ ầ ố
Ch đ ng/b đ ngủ ộ ị ộ
Tr c tuy n, ngo i tuy nự ế ạ ế
Bình ph ng t i thi uươ ố ể
Phân tích t ng quanươ , phân tích phổ
Ph ng pháp l i d báoươ ỗ ự
Ph ng pháp không gian conươ
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Nh n d ng đ i t ngậ ạ ố ượ
Text
Click to add Text
Text
Click to add Text

Click to add Text
Text
Click to add Text
Text
Click to add Text
Text
Click to add Text
Click to add Text
Click to add Text
Title in here Title in here
Phân loại các phương pháp nhận dạng
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Click to edit title style
ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.
Description of the contents
Add text in here
Add text in
here
Description of the contents
Description of the contents
Description of the contents
Step 1
Step 2
Step 3
2000 2004 2008
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Click to edit title style
Text in here Text in here

Contents
Contents
ThemeGallery is a Design Digital Content &
Contents mall developed by Guild Design Inc.
ThemeGallery is a Design Digital Content &
Contents mall developed by Guild Design Inc.
•
Description of the contents
•
Description of the contents

Description of the business

Description of the business

Description of the business
ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.
Description of the contents Description of the contents
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Click to edit title style
Description of the contents
Text in here
ThemeGallery is a Design Digital Content &
Contents mall developed by Guild Design
Inc.
Text in here
ThemeGallery is a Design Digital Content &
Contents mall developed by Guild Design
Inc.

Text in here
ThemeGallery is a Design Digital Content &
Contents mall developed by Guild Design
Inc.
Text in here
ThemeGallery is a Design Digital Content &
Contents mall developed by Guild Design
Inc.
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Click to edit title style
ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild
Design Inc.
Text in here
Text in here
Text in here
Text in here
Text in here
Text in here
Text in here
Text in here
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Click to edit title style
Describe a vision of company or strategic contents.
Describe a vision of company or strategic contents.
Describe a vision of company or strategic
contents.
Describe a vision of company or strategic
contents.

Describe a vision of company or strategic
contents.
Description of the
products
•
Contents
ThemeGallery is a Design Digital Content &
Contents mall developed
by Guild Design Inc.
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Click to edit title style
1. Describe contents for a Chart
Description of the company’s sub contents
Description of the company’s sub contents
Chart Title in here
2005 2006 2007 2008
30
50
70
120
2. Describe contents for a Chart
Description of the company’s sub contents
Description of the company’s sub contents
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Click to edit title style
ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild
Design Inc.
Text in here

ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild
Design Inc.
Text in here
ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild
Design Inc.
Text in here
ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild
Design Inc.
Text in here
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Click to edit title style
Description of the contents
ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.
Description of the contents
Description of the contents Description of the contents
M1 M2
M4 M3
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Click to edit title style
Text in here
Text in here
Text in here
Text in here
Title in here
Description of the contents
Description of the contents
Click to add Text
Click to add Text

Click to add Text
Click to add Text
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Click to edit title style
Title in here
TITLE
A
Title in here
Text in here
Text in here
Text in here
Text in here
Text in here
Text in here
TITLE
B
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Click to edit title style
Contents
ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall
developed by Guild Design Inc.
Y
o
u
r

T
e

x
t

H
e
r
e
Y
o
u
r

T
e
x
t

H
e
r
e
Y
o
u
r

T
e
x
t

H
e
r
e
Y
o
u
r

T
e
x
t

H
e
r
e
Description of the
contents
Click to add Text
Click to add Text
Click to add Text
Click to add Text
Click to add Text
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Click to edit title style
Text in

here
Text in
here
Text in
here
Text in
here
Text in
here
Text in
here
ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.
ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design
Inc.
LỚP KSTN-ĐKTĐ K55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Click to edit title style
ThemeGallery
is a Design Digital Content & Contents
mall developed
by Guild Design Inc.
Your text in here
Your text
in here
Your text
in here
Add your text in here
•
Your text in here
•

Your text in here
•
Your text in here
Add your text in here
•
Your text in here
•
Your text in here
•
Your text in here
Add your text in here
•
Your text in here
•
Your text in here
•
Your text in here