时域直接盲辨识系统传递函数方法

"控制系统的一种直接盲辨识方法 (2003年)" 文章介绍了一种针对单输入单输出（SISO）控制系统的新颖盲辨识技术，该技术可以在时域内直接辨识系统的传递函数。这种方法的关键在于利用过采样技术，将原本的SISO系统转化为具有相同零极点的多输入多输出（SIMO）系统。过采样是通过增加采样频率，使得在频域中得到更丰富的信息，从而改善信号处理的效果。 首先，对于给定的SISO系统，通过过采样其输出信号，可以将其转换成一个具有相同零极点结构的SIMO系统。这个转换过程保留了原始系统的动态特性，但提供了更方便的参数估计框架。过采样可以有效地抑制噪声干扰，提高辨识精度。 接着，文章提出了对新SIMO模型进行分步参数估计的方法。首先，通过对SIMO模型的分子参数进行估计，可以获取关于系统增益和动态特性的初步信息。随后，再对分母参数进行估计，这一步主要涉及系统的时间常数和零极点位置。通过这样的顺序估计，可以更准确地重构出原始SISO系统的传递函数。 此外，值得注意的是，这种直接盲辨识方法不仅适用于最小相位系统，还可以应用于非最小相位系统。最小相位系统是指其系统函数的零点都在单位圆内，而极点都在单位圆外，这类系统的相位延迟与频率成正比。非最小相位系统则有部分极点位于单位圆内，导致其相位特性更为复杂。因此，能辨识非最小相位系统对于实际应用具有重要意义，因为许多工程系统并非严格最小相位。 关键词“盲辨识”指的是在没有完整先验知识的情况下，仅依靠系统输入和输出信号来识别系统模型的过程。“过采样”是信号处理中的一个重要技术，它通过提高采样率以减少混叠和提高信噪比。“最小相位系统”是控制系统理论中的基础概念，理解其特性对于系统设计和分析至关重要。 这篇论文发表于2003年的《控制与决策》杂志第18卷第5期，作者包括王勇、刘文江和孙连明，来自西安交通大学自动控制系。文献标识码A表明这是一篇原创性研究文章，中国分类号TP13将其归类为自动化技术领域。通过这种方法，研究者们为控制系统理论和实践提供了新的工具，为系统辨识和控制策略的设计提供了更灵活的选择。