系统辨识课程教学大纲

1、PAGE PAGE - 4 -本科生课程大纲课程名称系统辨识System Identification课程代码082303101215课程属性专业知识课时/学分34/2课程性质选修实践学时4责任教师 课外学时30课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、 课程介绍课程描述： 本课程主要培养学生综合运用自动控制理论和方法解决工程实践中的模式识别、参数辨识等问题的能力，使学生掌握利用观测数据建立系统数学模型的一些基本方法，为建立系统数学模型提供现代处理手段。要求学生掌握系统辨识的基本概念和基本原理，灵活运用经典的系统辨识方法解决实际问题，并要求学生完成基于

2、实际背景的综合性作业并能利用计算机编程完成仿真计算。设计思路：依照教育部高等学校电子信息与电气学科教学指导委员会与自动化专业教学指导分委员会在2010年12月颁布的普通高校自动化专业规范，系统辨识是自动化专业基础知识的重要部分。依照该规范，同时也结合自动化专业设置的自身特点，课程内容主要包括：系统辨识的基本概念、方法和步骤；经典的辨识算法；最小二乘类参数辨识方法；系统阶次的辨识；时间序列的建模分析基础；系统辨识的发展展望等内容。课程与其他课程的关系：先修课程：信号与系统、现代控制理论、概率论、线性代数等；并行课程：计算机控制、控制系统仿真等。本课程与信号与系统、自动控制原理、现代控制理论等构成

3、了控制理论课程群，内容和要求各有侧重、联系密切。二、课程目标理解系统辨识的基本概念、方法和步骤。掌握所需的数学知识：随机过程基础知识；白噪声序列；相关的矩阵知识。掌握2种经典的辨识算法。掌握基本最小二乘参数辨识方法及性质，能完成计算机仿真。理解各种最小二乘类参数辨识递推算法的特点和适用范围。理解模型检验的基本知识，掌握线性系统的阶次辨识的Hankel矩阵定阶方法和AIC准则。了解时间序列模型的动态特性；理解时间序列的建模方法。了解系统辨识算法的新进展，并理解几种最优化方法的思想及其在参数辨识中的应用。三、学习要求要完成所有的课程任务，学生必须：（1）按时上课,上课认真听讲，积极参与课堂讨论、随

4、堂练习和测试。本课程将包含较多的随堂练习、讨论、小组作业展示等课堂活动，课堂表现和出勤率是成绩考核的组成部分。（2）按时完成常规练习作业。这些作业要求学生按书面形式提交，只有按时提交作业，才能掌握课程所要求的内容。延期提交作业需要提前得到任课教师的许可。（3）完成教师布置的一定量的阅读文献和背景资料、案例分析、理论探讨和算法软件应用等作业，其中大部分内容要求以小组合作形式完成。这些作业能加深对课程内容的理解、促进同学间的相互学习、并能引导对某些问题和理论的更深入探讨。四、教学内容章节主题计划课时讲授内容课下作业第一章 绪论2辨识的基本概念；系统辨识的研究目的；数学模型的分类；几种常见的数学模型

5、的数学表示；辨识的步骤调研系统辨识的应用和发展，提交报告第二章 预备知识4随机过程基础知识；白噪声序列及产生方法；相关的矩阵知识补充仿真白噪声并分析特性第三章经典的辨识算法4阶跃响应法；脉冲响应法习题matlab仿真第四章最小二乘和递推最小二乘参数辨识方法6最小二乘问题的提出及求解；LS估计的统计性质；递推LS算法；关于递推算法的讨论及说明matlab仿真第五章各种最小二乘类参数辨识递推算法6配2学时实验渐消记忆法；限定记忆法；辅助变量法；广义最小二乘法；增广最小二乘法总结各种最小二乘算法的优缺点及适用范围第六章系统阶次的辨识2配2学时实验根据Hankel矩阵判定模型的阶次；根据残差特性判定模

6、型的阶次；确定阶的AIC准则；阶次增加时的参数递推估计算法面向应用的综合性实训作业第七章时间序列的建模分析基础4时间序列模型的动态特性；时间序列建模；非平稳时序的处理方法；预报了解时间序列建模方法第八章系统辨识的发展展望2介绍几种参数估计的最优化方法；参数估计的梯度校正法；遗传算法检索系统辨识的发展趋势五、参考教材与主要参考书1 系统辨识基础，李鹏波，中国水利水电出版社，2006年2 过程辨识，方崇智，清华大学出版社，2000年，第二版3 系统辨识方法及应用，刘党辉, 蔡远文, 苏永芝, 尹云霞，国防工业出版社，2010年六、成绩评定（一）考核方式 A闭卷考试 ：A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他（二）成绩综合评分体系：作业、平时测试、课堂讨论及平常表现10%期末考试90%总计100%七、学术诚信学习成果不能造假，如考试作弊、盗取他人学习成