Глава V. Идентификация

§ 5.1. Введение

Проблема идентификации или, более привычно, проблема определения характеристик управляемых объектов и приложенных к ним воздействий, является одной из основных при построении систем автоматического управления. В детерминированных задачах воздействия и характеристики управляемых объектов обычно находятся на основании теоретических исследований, определенных гипотез или экспериментальных данных. В статистических задачах вероятностные характеристики внешних воздействий (плотности распределения вероятностей, корреляционные функции, спектральные плотности и т. д.) получаются на основании обработки ансамбля реализаций, а характеристики управляемых объектов (уравнения, временные характеристики и т. п.) находятся с помощью известных статистических методов, но опять же после обработки реализаций.

В задачах, связанных с применением адаптации, эти способы, как правило, непригодны, поскольку они требуют специальных воздействий, большого времени наблюдения и обработки данных и, вообще говоря, лабораторных условий.

Для решения задач адаптации в автоматических системах необходимо иметь возможность текущего определения характеристик воздействий и управляемых объектов, т. е. их оценки в процессе нормальной работы, и так, чтобы эти оценки можно было непосредственно использовать для улучшения этой нормальной работы.

При идентификации следует различать две задачи:

1) задача определения структуры и параметров объекта;

2) задача определения параметров объекта при заданной или принятой структуре.

Если первая задача имеет дело с «черным» — непрозрачным — ящиком, то вторая оперирует с «серым» — полупрозрачным. Наличие хотя бы небольших сведений о возможной структуре объекта либо выбор достаточно общей структуры в качестве допустимой существенно ускоряет процесс оценки. Поэтому мы, как это обычно предпочитают делать на практике, основное внимание уделим второй задаче.

В этой главе будет показано, что задачи идентификации могут быть рассмотрены с той же точки зрения, что и задачи опознавания образов, которым была посвящена предыдущая глава. Разнообразные примеры оценок средних значений, дисперсий и корреляционных функций, характеристик нелинейных элементов и управляемых объектов как с сосредоточенными, так и с распределенными параметрами будут служить хорошей иллюстрацией решения простейших задач идентификации.