Метод идентификации параметров синусоидального сигнала с неизвестной переменной амплитудой
https://doi.org/10.17586/2226-1494-2023-23-1-54-61
Аннотация
Предмет исследования. Предложен новый метод идентификации параметров синусоидального сигнала с неизвестной переменной амплитудой. Проблема оценивания параметров синусоидальных сигналов актуальна в задачах динамического позиционирования и компенсации возмущений для синтеза законов управления, учитывающих внешние возмущающие воздействия. В предлагаемом методе устранено ограничение на амплитуду сигнала. В отличие от известных подходов, где амплитуда должна быть фиксированной, в рассмотренном методе амплитуда сигнала может быть переменной.
Метод. Для реализации представленного метода идентификации применены жорданова форма матрицы и операторы запаздывания. В ходе параметризации сформирована регрессионная модель, содержащая неизвестные стационарные параметры. Для поиска неизвестных параметров применен метод динамического расширения регрессора и смешивания.
Основные результаты. Результаты компьютерного моделирования показали работоспособность разработанного алгоритма. Результаты моделирования подтвердили сходимость оценивания параметров к истинным значениям.
Практическая значимость. Подход может быть применен для широкого класса прикладных задач, связанных с компенсацией возмущений в системах виброзащиты, системах мониторинга при определении параметров высотных или большепролетных строительных сооружений, в системах управления робототехническими объектами.
Об авторах
Х. Т. Нгуен
Университет ИТМО
Россия
Россия
Нгуен Хак Тунг - аспирант
Санкт-Петербург, 197101
С. М. Власов
Университет ИТМО
Россия
Россия
Власов Сергей Михайлович - кандидат технических наук, доцент
Санкт-Петербург, 197101
Список литературы
1. Pyrkin A.A., Bobtsov A.A., Efimov D., Zolghadri A. Frequency estimation for periodical signal with noise in finite time // Proc. of the 50th IEEE Conference on Decision and Control and European Control Conference. 2011. P. 3646–3651. https://doi.org/10.1109/CDC.2011.6160655
2. Aranovskiy S., Bobtsov A., Ortega R., Pyrkin A. Improved transients in multiple frequencies estimation via dynamic regressor extension and mixing // IFAC-PapersOnLine. 2016. V. 49. N 13. P. 99–104. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2016.07.934
3. Bobtsov A., Lyamin A., Romasheva D. Algorithm of parameters’ identification of polyharmonic function // IFAC Proceedings Volumes. 2002. V. 35. N 1. P. 439–443. https://doi.org/10.3182/20020721-6-ES-1901.01059
4. Marino R., Tomei R. Global estimation of n unknown frequencies // IEEE Transactions on Automatic Control. 2002. V. 47. N 8. P. 1324–1328. https://doi.org/10.1109/TAC.2002.800761
5. Bodson M., Douglas S.C. Adaptive algorithms for the rejection of sinusoidal disturbances with unknown frequency // Automatica. 1997. V. 33. N 12. P. 2213–2221. https://doi.org/10.1016/S0005-1098(97)00149-0
6. Khac T., Vlasov S.M., Iureva R.A. Estimating the frequency of the sinusoidal signal using the parameterization based on the delay operators // Proc. of the 18th International Conference on Informatics in Control, Automation and Robotics (ICINCO). 2021. P. 656–660. https://doi.org/10.5220/0010536506560660
7. Севастеева Е.С., Чернов В.А., Бобцов А.А. Алгоритм увеличения скорости идентификации частоты синусоидального сигнала // Известия вузов. Приборостроение. 2019. Т. 62. № 9. С. 767–771. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2019-62-9-767-771
8. Бобцов А.А., Николаев Н.А., Оськина О.В., Низовцев С.И. Идентификация нестационарного параметра незашумленного синусоидального сигнала // Автоматика и телемеханика. 2022. № 7. С. 137–151. https://doi.org/10.31857/S000523102207008X
9. Низовцев С.И., Шаветов С.В., Пыркин А.А. Алгоритм оценивания переменной частоты синусоидального сигнала // Известия вузов. Приборостроение. 2021. Т. 64. № 9. С. 789–793. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2021-64-9-789-793
10. Ле Ван Туан, Коротина М.М., Бобцов А.А., Арановский С.В. Алгоритм идентификации линейно меняющейся частоты синусоидального сигнала // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019. Т. 19. № 1. С. 52–58. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2019-19-1-52-58
11. Коротина М.М., Арановский С.В., Бобцов А.А. Оценивание параметров синусоидального сигнала со степенной функцией частоты // Известия вузов. Приборостроение. 2020. Т. 63. № 6. С. 507–514. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2020-63-6-507-514
12. Vedyakov A.A., Vediakova A.O., Bobtsov A.A., Pyrkin A.A., Aranovskiy S.V. Frequency estimation of a sinusoidal signal with time-varying amplitude // IFAC-PapersOnLine. 2017. V. 50. N 1. P. 12880–12885. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2017.08.1940
13. Vedyakov A.A., Vediakova A.O., Bobtsov A.A., Pyrkin A.A., Kakanov M.A. Frequency estimation of a sinusoidal signal with timevarying amplitude and phase // IFAC-PapersOnLine. 2018. V. 51. N 32. P. 663–668. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.11.501
14. Нгуен Х., Власов С.М., Пыркин А.А. Алгоритм идентификации параметров синусоидального сигнала с экспоненциально затухающей амплитудой // Мехатроника, автоматизация, управление. 2022. Т. 23. № 3. С. 125–131. https://doi.org/10.17587/mau.23.125-131
15. Нгуен Х., Власов С.М., Пыркин А.А., Попков И.В. Новый алгоритм идентификации частоты синусоидального сигнала с постоянными параметрами // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2022. Т. 22. № 1. С. 18–24. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2022-22-1-18-24
16. Aranovskiy S., Bobsov A., Ortega R., Pyrkin A. Performance enhancement of parameter estimators via dynamic regressor extension and mixing // IEEE Transactions on Automatic Control. 2017. V. 62. N 7. P. 3546–3550. https://doi.org/10.1109/tac.2016.2614889
Рецензия
Для цитирования:
Нгуен Х.Т., Власов С.М. Метод идентификации параметров синусоидального сигнала с неизвестной переменной амплитудой. Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2023;23(1):54-61. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2023-23-1-54-61
For citation:
Nguyen K.T., Vlasov S.M. Method for identification of sinusoidal signal parameters with variable unknown amplitude. Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics. 2023;23(1):54-61. (In Russ.) https://doi.org/10.17586/2226-1494-2023-23-1-54-61
Просмотров:
9
Послать статью по эл. почте 