主要内容

iv4

用四阶段工具变量法估计ARX模型

语法

Sys = iv4(data,[na nb nk])
sys = iv4(数据、“na”na, nb, nb, nk, nk)
sys = iv4 (___、名称、值)
sys = iv4 (___选择)

描述

sys= iv4 (数据(na nb nk)估计一个ARX多项式模型,sys,采用四阶段工具变量法,为数据对象数据(na nb nk)的ARX结构顺序一个而且B多项式和输入到输出的延时。该估计算法对噪声项的颜色不敏感。

sys是一个ARX模型:

一个 y t B u t n k + v t

sys= iv4 (数据,“na”,na, nb, nb、nk, nk)或者单独指定ARX型号的订单。

sys= iv4 (___名称,值用一个或多个指定的附加选项估计ARX多项式名称,值对参数。

sys= iv4 (___选择使用选项集,选择,配置估计行为。

输入参数

数据

估计数据。数据可以是:

  • 时间或频域输入输出数据

  • 时间序列数据

  • 频率特性数据

数据必须是一个iddataidfrd,或的朋友(控制系统工具箱)对象。

数据对于频域,必须为离散时间(Ts>0)。

(na nb nk)

ARX多项式订单。

对于多输出模型,(na nb nk)为每个输出包含一行。特别是,指定na作为一个纽约——- - - - - -纽约矩阵,其中每一项都是与相应输出对相关的多项式顺序。在这里,纽约是输出的数量。指定而且nk作为纽约——- - - - - -ν矩阵,ν是输入的数量。有关ARX模型结构的更多详细信息,请参见arx

选择

估计选项。

选择是配置估计选项的选项集。这些选项包括:

  • 评估重点

  • 初始条件的处理

  • 数据偏移的处理

使用iv4Options来创建选项集。

名称-值对的观点

指定逗号分隔的可选对名称,值参数。的名字参数名称和价值对应的值。的名字必须出现在引号内。可以以任意顺序指定多个名称和值对参数Name1, Value1,…,的家

“InputDelay”

每个输入通道的输入延迟,指定为标量值或数字向量。对象中存储的时间单位指定输入延迟TimeUnit财产。对于离散时间系统,指定输入延迟为采样时间的整数倍Ts.例如,InputDelay = 3表示3个采样时间的延迟。

对于一个ν输入,设置InputDelay到一个ν1的向量。该向量的每一项都是一个数值,表示对应输入通道的输入延迟。

您还可以设置InputDelay到一个标量值,以便对所有通道应用相同的延迟。

默认值:0

“IODelay”

运输延误。IODelay是一个数值数组,为每个输入/输出对指定单独的传输延迟。

对象中存储的时间单位指定传输延迟TimeUnit财产。对于离散时间系统,指定传输延迟为样本时间的整数倍,Ts

对于MIMO系统纽约输出和ν输入,设置IODelay到一个纽约——- - - - - -ν数组中。该数组的每个条目都是一个数值,表示对应输入/输出对的传输延迟。您还可以设置IODelay对所有输入/输出对应用相同的延迟。

默认值:0对于所有输入/输出对

“IntegrateNoise”

在噪声通道中指定积分器。

添加一个积分器创建一个ARIX模型,表示为:

一个 y t B u t n k + 1 1 1 e t

在那里, 1 1 1 是噪声通道中的积分器,et).

IntegrateNoise是长度的逻辑向量吗纽约,在那里纽约是输出的数量。

默认值:假(Ny, 1),在那里纽约是输出的数量吗

输出参数

sys

适合估计数据的ARX模型,作为离散时间返回idpoly对象。该模型是使用指定的模型顺序、延迟和估计选项创建的。

关于所使用的估计结果和选项的信息存储在报告模型的属性。报告具有以下字段:

报告字段 描述
状态

模型状态的摘要,它表明模型是通过构建创建的还是通过估计获得的。

方法

评估使用的命令。

InitialCondition

在模型估计期间处理初始条件,作为以下值之一返回:

  • “零”-初始条件设置为零。

  • “估计”-初始条件被视为独立的估计参数。

该字段对于查看初始条件是如何处理的特别有用InitialCondition选项中的值为“汽车”

适合

估计的定量评估,作为结构返回。看到损失函数和模型质量度量有关这些质量指标的更多信息。该结构有以下字段:

描述
FitPercent

归一化均方根误差(NRMSE)衡量模型的响应与估计数据的吻合程度,用百分比表示适合= 100 (1-NRMSE)。

LossFcn

估计完成时损失函数的值。

均方误差

均方误差(MSE)衡量模型的响应与估计数据的吻合程度。

消防工程

模型的最终预测误差。

另类投资会议

原始赤池信息准则(AIC)是衡量模型质量的标准。

AICc

小样本量校正AIC。

保险代理人

标准化的另类投资会议。

BIC

贝叶斯信息准则。

参数

模型参数估计值。

OptionsUsed

用于估计的选项集。如果没有配置自定义选项,则这是一组默认选项。看到iv4Options为更多的信息。

RandState

估计开始时随机数流的状态。空的,[],如果在估计过程中不使用随机化。有关更多信息,请参见rng

DataUsed

用于估计的数据的属性,作为具有以下字段的结构返回:

描述
的名字

数据集的名称。

类型

数据类型。

长度

数据样本的数量。

Ts

样品时间。

InterSample

输入样本间行为,作为以下值之一返回:

  • “zoh”-零阶保持器在样本之间保持一个分段恒定的输入信号。

  • “呸”-一阶保持器保持样本之间的分段线性输入信号。

  • “提单”—带宽限制行为指连续时间输入信号在奈奎斯特频率以上的功率为零。

InputOffset

在估计过程中从时域输入数据中删除的偏移量。对于非线性模型,是这样的[]

OutputOffset

在估计过程中从时域输出数据中删除的偏移量。对于非线性模型,是这样的[]

有关使用的更多信息报告,请参阅评估报告

例子

全部折叠

负荷估算数据。

负载iddata7

这个数据有两个输入,u1而且u2,一个输出,日元

指定ARX模型顺序,对两个输入使用相同的顺序。

na = 2;Nb = [2 2];

指定延迟为2样本的输入u2输入没有延迟u1

Nk = [0 2];

用四阶段工具变量法估计一个ARX模型。

M = iv4(z7,[na nb nk]);

算法

估计分4个阶段执行。第一阶段使用arx函数。由此产生的模型生成用于第二阶段IV估计的工具。由该模型得到的残差被建模为高阶AR模型。在第四阶段,输入输出数据通过该AR模型进行过滤,然后使用与第二阶段相同的仪器滤波器进行IV函数处理。

对于多输出情况,只有在不同输出处的噪声源颜色相同时,才能得到最优的仪器。然而,即使在其他情况下,用例程得到的估计也是相当准确的。

参考文献

[1] Ljung, L。系统识别:用户的理论,式(15.21)至(15.26),Upper Saddle River, NJ, Prentice-Hall PTR, 1999。

之前介绍过的R2006a