系統(tǒng)辨識課程教學大綱

1、PAGE PAGE - 4 -本科生課程大綱課程名稱系統(tǒng)辨識System Identification課程代碼082303101215課程屬性專業(yè)知識課時/學分34/2課程性質選修實踐學時4責任教師 課外學時30課程屬性：公共基礎/通識教育/學科基礎/專業(yè)知識/工作技能，課程性質：必修、選修一、 課程介紹課程描述： 本課程主要培養(yǎng)學生綜合運用自動控制理論和方法解決工程實踐中的模式識別、參數(shù)辨識等問題的能力，使學生掌握利用觀測數(shù)據(jù)建立系統(tǒng)數(shù)學模型的一些基本方法，為建立系統(tǒng)數(shù)學模型提供現(xiàn)代處理手段。要求學生掌握系統(tǒng)辨識的基本概念和基本原理，靈活運用經(jīng)典的系統(tǒng)辨識方法解決實際問題，并要求學生完成基于

2、實際背景的綜合性作業(yè)并能利用計算機編程完成仿真計算。設計思路：依照教育部高等學校電子信息與電氣學科教學指導委員會與自動化專業(yè)教學指導分委員會在2010年12月頒布的普通高校自動化專業(yè)規(guī)范，系統(tǒng)辨識是自動化專業(yè)基礎知識的重要部分。依照該規(guī)范，同時也結合自動化專業(yè)設置的自身特點，課程內容主要包括：系統(tǒng)辨識的基本概念、方法和步驟；經(jīng)典的辨識算法；最小二乘類參數(shù)辨識方法；系統(tǒng)階次的辨識；時間序列的建模分析基礎；系統(tǒng)辨識的發(fā)展展望等內容。課程與其他課程的關系：先修課程：信號與系統(tǒng)、現(xiàn)代控制理論、概率論、線性代數(shù)等；并行課程：計算機控制、控制系統(tǒng)仿真等。本課程與信號與系統(tǒng)、自動控制原理、現(xiàn)代控制理論等構成

3、了控制理論課程群，內容和要求各有側重、聯(lián)系密切。二、課程目標理解系統(tǒng)辨識的基本概念、方法和步驟。掌握所需的數(shù)學知識：隨機過程基礎知識；白噪聲序列；相關的矩陣知識。掌握2種經(jīng)典的辨識算法。掌握基本最小二乘參數(shù)辨識方法及性質，能完成計算機仿真。理解各種最小二乘類參數(shù)辨識遞推算法的特點和適用范圍。理解模型檢驗的基本知識，掌握線性系統(tǒng)的階次辨識的Hankel矩陣定階方法和AIC準則。了解時間序列模型的動態(tài)特性；理解時間序列的建模方法。了解系統(tǒng)辨識算法的新進展，并理解幾種最優(yōu)化方法的思想及其在參數(shù)辨識中的應用。三、學習要求要完成所有的課程任務，學生必須：（1）按時上課,上課認真聽講，積極參與課堂討論、隨

4、堂練習和測試。本課程將包含較多的隨堂練習、討論、小組作業(yè)展示等課堂活動，課堂表現(xiàn)和出勤率是成績考核的組成部分。（2）按時完成常規(guī)練習作業(yè)。這些作業(yè)要求學生按書面形式提交，只有按時提交作業(yè)，才能掌握課程所要求的內容。延期提交作業(yè)需要提前得到任課教師的許可。（3）完成教師布置的一定量的閱讀文獻和背景資料、案例分析、理論探討和算法軟件應用等作業(yè)，其中大部分內容要求以小組合作形式完成。這些作業(yè)能加深對課程內容的理解、促進同學間的相互學習、并能引導對某些問題和理論的更深入探討。四、教學內容章節(jié)主題計劃課時講授內容課下作業(yè)第一章 緒論2辨識的基本概念；系統(tǒng)辨識的研究目的；數(shù)學模型的分類；幾種常見的數(shù)學模型

5、的數(shù)學表示；辨識的步驟調研系統(tǒng)辨識的應用和發(fā)展，提交報告第二章 預備知識4隨機過程基礎知識；白噪聲序列及產生方法；相關的矩陣知識補充仿真白噪聲并分析特性第三章經(jīng)典的辨識算法4階躍響應法；脈沖響應法習題matlab仿真第四章最小二乘和遞推最小二乘參數(shù)辨識方法6最小二乘問題的提出及求解；LS估計的統(tǒng)計性質；遞推LS算法；關于遞推算法的討論及說明matlab仿真第五章各種最小二乘類參數(shù)辨識遞推算法6配2學時實驗漸消記憶法；限定記憶法；輔助變量法；廣義最小二乘法；增廣最小二乘法總結各種最小二乘算法的優(yōu)缺點及適用范圍第六章系統(tǒng)階次的辨識2配2學時實驗根據(jù)Hankel矩陣判定模型的階次；根據(jù)殘差特性判定模

6、型的階次；確定階的AIC準則；階次增加時的參數(shù)遞推估計算法面向應用的綜合性實訓作業(yè)第七章時間序列的建模分析基礎4時間序列模型的動態(tài)特性；時間序列建模；非平穩(wěn)時序的處理方法；預報了解時間序列建模方法第八章系統(tǒng)辨識的發(fā)展展望2介紹幾種參數(shù)估計的最優(yōu)化方法；參數(shù)估計的梯度校正法；遺傳算法檢索系統(tǒng)辨識的發(fā)展趨勢五、參考教材與主要參考書1 系統(tǒng)辨識基礎，李鵬波，中國水利水電出版社，2006年2 過程辨識，方崇智，清華大學出版社，2000年，第二版3 系統(tǒng)辨識方法及應用，劉黨輝, 蔡遠文, 蘇永芝, 尹云霞，國防工業(yè)出版社，2010年六、成績評定（一）考核方式 A閉卷考試 ：A.閉卷考試 B.開卷考試 C.論文 D.考查 E.其他（二）成績綜合評分體系：作業(yè)、平時測試、課堂討論及平常表現(xiàn)10%期末考試90%總計100%七、學術誠信學習成果不能造假，如考試作弊、盜取他人學習成