缺失输出数据的Hammerstein系统:新颖EM识别方法

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本文探讨了一种针对缺失输出数据的Hammerstein系统进行新颖估计的方法,发表在2020年4月的《IEEE Transactions on Industrial Informatics》第16卷第4期上。作者们针对实际系统中存在的非线性特性,提出了一个基于辅助模型的期望最大化(EM)识别算法,以扩展传统的EM方法,适应处理具有多个参数向量的模型。 传统的Hammerstein系统识别通常依赖于完整的输入输出数据,但在许多实际应用中,数据可能会丢失或不完整。为解决这一问题,该研究者们设计了一个创新的EM算法,它不再严格要求单一参数向量的自回归模型,而是通过将问题扩展到一个更一般的模型框架中来应对。在迭代过程中,他们利用一个辅助模型来估算缺失的输出数据,并将其融入信息向量中,从而减轻了数据不足对参数估计的影响。 新算法的关键在于其交互式优化策略,即在多参数向量的期望最大化过程中,逐步提升模型的拟合能力。这种方法的优势在于能够更好地处理复杂的非线性关系,同时对缺失数据的敏感度降低,提高了识别的稳健性和准确性。 为了验证这个新颖EM方法的有效性,研究者进行了数值模拟。实验结果显示,相比于传统方法,该算法在面对缺失输出数据时,不仅能够更准确地估计 Hammerstein 系统的参数,而且在系统建模和预测性能上表现优异。 这项工作对于处理实际工业系统中常见的数据缺失问题具有重要意义,为 Hammerstein 系统的在线参数估计提供了一种有效的解决方案。这对于提高工业过程控制、故障诊断以及系统优化等领域具有实用价值。未来的研究可以进一步探索如何将此方法推广到其他类型的复杂系统中,以及如何处理不同类型的数据缺失情况。