Identificação de modelos de Hammerstein e Wiener para sistemas não lineares multivariáveis utilizando métodos de subespaços
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
Membros da banca
Eduardo Mazoni Andrade Marcal Mendes
Dimas Abreu Archanjo Dutra
Dimas Abreu Archanjo Dutra
Resumo
Os métodos de subespaços para identificação de sistemas são uma poderosa ferramenta para modelagem de sistemas lineares multivariáveis diretamente no espaço de estados. Tais métodos não exigem que todos os estados sejam diretamente mensuráveis.Aliando os métodos de subespaços a outras técnicas, é possível identificar sistemas dinâmicos não lineares multivariáveis por meio de modelos de blocos interconectados. Estes modelos são estruturas constituídas de um bloco dinâmico linear e de curvas estáticas não lineares interconectadas em série. No entanto, a literatura a respeitodesta forma de modelagem aplicada a sistemas de múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO) ainda é escassa. Este trabalho nasce do interesse de gerar uma discussão sobre esse tema e tem como principais objetivos (i) investigar as ferramentas existentes de identificação por subespaços aplicadas a sistemas não lineares SISO e MIMO e (ii) propor abordagens para a identificação de sistemas não lineares do tipo MIMO, no subespaços, por meio de modelos de blocos interconectados de Hammerstein eWiener. A parcela estática não linear dos modelos de blocos interconectados é determinada pormeio de duas metodologias distintas: testes estáticos e testes harmônicos. O bloco dinâmico linear dos modelos é estimado por meio do algoritmo MOESP de identificaçã por subespaços. Os métodos sugeridos são aplicados a sistemas simulados a fim ilustrar as particularidades e extensão de cada técnica.
Abstract
The subspace methods for system identification are a powerful tool for modelingvmultivariable linear systems in state space. These methods do not require that all statesvare directly measured. Combining the methods of subspace to other techniques, it isvpossible to identify nonlinear dynamical systems by means of multivariable models ofvinterconnected blocks. These models consist of a linear dynamic block interconectedwith static nonlinear curves. However, the literature on this form of modeling appliedvto multiple input and multiple output systems (MIMO) is still scarce. Thus, this workvaddresses this topic and has the objectives of (i) investigating the existing subspacevmethods for both SISO and MIMO nonlinear systems and of (ii) proposing methods forvthe identification of nonlinear MIMO systems, using block-structured Hammersteinvand Wiener models. The nonlinear static block of the interconnected block modelsvis determined by two dierent methods: static tests and harmonics tests. The linearvdynamic block of models is estimated by the classical MOESP subspace method. The investigated methods are tested in simulated examples in order to illustrate the particularities of each technique as well the extension of their applicability.
Assunto
Engenharia elétrica, Wiener-Hopf, Operadores de, Identificação de sistemas, Sistemas não lineares
Palavras-chave
Identificação de sistemas não lineares, Modelos de Hammerstein e Wiener, Identificação de sistemas, multivariáveis no subespaços