[发明专利]一种具有输出时滞的非线性双率电路系统鲁棒辨识方法

权利要求书

1.一种具有输出时滞的非线性双率电路系统鲁棒辨识方法，其特征在于所述方法具体过程为：

步骤一、将任意波形发生器的两个输出电压端口分别连接至电路系统的两个电压输入端口上；电路系统的输入电压端口和输出电压端口分别经过缓冲寄存器，连接至数据采集卡的电压测量端口；利用任意波形发生器生成任意波形的快采样输入电压信号和参考调度电压信号，输入待测电路系统；并利用数据采集卡采集待测电路系统的快采样输入信号、调度信号和产生的慢采样输出信号，即慢采样输出值；

其中快采样输入值，调度信号值，慢采样输出值构成辨识数据集；

所述数据采集卡采集辨识数据集时会产生一定的噪声，产生的噪声分为电路系统的过程噪声和观测噪声；

基于快采样输入电压信号、参考调度电压信号、慢采样输出值，以及过程噪声和观测噪声建立非线性电路系统的输入输出模型，明确待辨识问题；

步骤二、在概率框架下，建立非线性电路系统的鲁棒辨识模型；

步骤三、基于变分贝叶斯框架，推导得到模型参数和隐变量的迭代估计公式：

步骤三一、获得非线性双率电路系统鲁棒辨识模型的联合概率分布；

步骤三二、通过预测和更新过程对快采样时刻进行循环，估计快采样过程输出中存在的丢失值，进而得到回归量可得到修正的鲁棒卡尔曼滤波算法；

步骤三三、引入变分分布q(h)来近似真实后验分布；

步骤三四：根据变分贝叶斯公式更新变分分布；

步骤四、通过迭代更新步骤三中修正的鲁棒卡尔曼滤波算法和变分分布公式，得到辨识结果。

2.根据权利要求1所述的一种具有输出时滞的非线性双率电路系统鲁棒辨识方法，其特征在于：所述步骤一中基于快采样输入电压信号、参考调度电压信号、慢采样输出值，以及过程噪声和观测噪声建立非线性电路系统的输入输出模型，明确待辨识问题，具体过程为：

步骤一一、为了对电路系统中存在的双速率采样、时滞进行建模，通过如下线性变参数模型结构进行刻画：

A(w_l,z^-1)x_l＝B(w_l,z^-1)u_l+∈_l,l＝1,2,...,L (1)

其中，u_l为快采样输入信号值，w_l为调度信号值，∈_l为过程噪声，x_l为快采样输出信号值，L为快采样点总数目，为T_n时刻的快采样过程输出经d_n时间延迟后的数据，为慢采样输出信号值，为观测噪声，N为慢采样总数；

多项式A(w_l,z^-1)和B(w_l,z^-1)可表示为

其中，z^-i为时移算子，a_i(w_l)和b_j(w_l)可表示为

其中，ψ_r(w_l)和γ_c(w_l)为已知的关于调度信号的基函数，a_i为和b_j为模型参数，ψ_r和γ_c为基函数；

步骤一二、引入中间变量并根据公式(3)-(4)，可进一步将公式(1)中的过程输出模型转化为线性回归形式：

其中，表示克罗内克积，∈_l为过程噪声，θ为鲁棒辨识得到系统的模型参数；

步骤一三、明确待辨识问题

根据数据采集卡收集的辨识数据集W＝{u,w,T,y}，鲁棒辨识得到系统的模型参数θ，时滞d＝d_1:N以及过程输出估计值；u＝u_1:L为快采样输入信号值，w＝w_1:L为调度信号值，T＝T_1:N为采样时刻，为慢采样输出信号值。