Mat-2.129 Systeemien identifiointi

Samankaltaiset tiedostot
Mat Systeemien identifiointi, aihepiirit 1/4

Harjoitus 3: Matlab - Matemaattinen mallintaminen

Parametristen mallien identifiointiprosessi

Parametristen mallien identifiointiprosessi

Identifiointiprosessi

Harjoitus 1: Johdatus matemaattiseen mallintamiseen (Matlab)

Identifiointiprosessi

Matemaattisesta mallintamisesta

Dynaamisten systeemien teoriaa. Systeemianalyysilaboratorio II

Tilayhtälötekniikasta

Missä mennään. systeemi. identifiointi. mallikandidaatti. validointi. malli. (fysikaalinen) mallintaminen. mallin mallin käyttötarkoitus, reunaehdot

Optimointi. Etsitään parasta mahdollista ratkaisua annetuissa olosuhteissa. Ongelman mallintaminen. Mallin ratkaiseminen. Ratkaisun analysointi

Kon Simuloinnin Rakentaminen Janne Ojala

Kansantalouspeli & Beer Game

Identifiointiprosessi

Dynaamiset regressiomallit

Harjoitus 1: Johdatus matemaattiseen mallintamiseen (Matlab)

Luotettavuuden mittaamisesta. Ilkka Norros ja Urho Pulkkinen

Dynaamisen järjestelmän siirtofunktio

Kojemeteorologia. Sami Haapanala syksy Fysiikan laitos, Ilmakehätieteiden osasto

Harjoitus 4: Matlab - Optimization Toolbox

FUNKTIONAALIANALYYSIN PERUSKURSSI Johdanto

Logistiikkajärjestelmien mallintaminen - käytännön sovelluksia

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

INFO / Matemaattinen Analyysi, k2016, L0

Lakkautetut vastavat opintojaksot: Mat Matematiikan peruskurssi P2-IV (5 op) Mat Sovellettu todennäköisyyslaskenta B (5 op)

Signaalimallit: sisältö

Dynaamisten systeemien identifiointi 1/2

Erityinen suhteellisuusteoria (Harris luku 2)

Mat Työ 1: Optimaalinen lento riippuliitimellä

Harjoitus 6: Simulink - Säätöteoria. Syksy Mat Sovelletun matematiikan tietokonetyöt 1

Darwin: Tutkimusprojektin esittely

Säätötekniikan matematiikan verkkokurssi, Matlab tehtäviä ja vastauksia

BM20A0900, Matematiikka KoTiB3

Automaatiotekniikan laskentatyökalut (ALT)

8. kierros. 2. Lähipäivä

TUTKIMUSAINEISTON ANALYYSI. LTKY012 Timo Törmäkangas

Identifiointiprosessi II

Tietokoneavusteinen säätösuunnittelu (TASSU)

Puheenkäsittelyn menetelmät

SIMULINK 5.0 Harjoitus. Matti Lähteenmäki

KJR-C2002 Kontinuumimekaniikan perusteet

Analoginen (jatkuva-aikainen) säätöjärjestelmä

Kon Hydraulijärjestelmien mallintaminen ja simulointi L (3 op)

Simulation and modeling for quality and reliability (valmiin työn esittely) Aleksi Seppänen

x = ( θ θ ia y = ( ) x.

9. Tila-avaruusmallit

OPS: Monitieteinen? Tieteenalarajat ylittävä? Laaja-alainen? OPS-sarja Rose Matilainen & Taina Saarinen

1 Tieteellinen esitystapa, yksiköt ja dimensiot

Luento 4: Liikkeen kuvausta, differentiaaliyhtälöt

2. kierros. 2. Lähipäivä

ELEC-C1110. Automaatioja systeemitekniikan. perusteet

Systeemiteoria ja malli, tavoitteellisen toiminnan perusta

Kurssin esittely (syksy 2016)

Sovelletun fysiikan laitos Marko Vauhkonen, Kuopion yliopisto, Sovelletun fysiikan laitos Slide 1

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

Numeeriset menetelmät

ELEC-C7230 Tietoliikenteen siirtomenetelmät. Yleistä

Kertaus. MS-C2128 Ennustaminen ja Aikasarja-analyysi, Heikki Seppälä

Talousmatematiikan perusteet: Johdanto. Kurssin tavoitteet Käytännön järjestelyt Suosituksia suorittamiseen

PHYS-C0240 Materiaalifysiikka (5op), kevät 2016

Y (z) = z-muunnos on lineaarinen kuten Laplace-muunnoskin

Puheentutkimuksen tilastoanalyysin perusteet

RAK Statiikka 4 op

ELEC-C7230 Tietoliikenteen siirtomenetelmät

Tilastollinen testaus. Vilkkumaa / Kuusinen 1

Tutkimusmenetelmät-kurssi, s-2004

Robotiikan tulevaisuus ja turvallisuus

MALLIT VESIJÄRJESTELMIEN TUTKIMUKSESSA

Prosessin reaalisaatioiden tuottaminen

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

Mittaustekniikka (3 op)

Simulointi. Johdanto

ELEC-C1230 Säätötekniikka (5 op) ELEC-C1230 Säätötekniikka (5 op) ELEC-C1230 Säätötekniikka (5 op) ELEC-C1230 Säätötekniikka (5 op) Kevät 2016

Ohjelmiston testaus ja laatu. Testaus yleistä

Erkki Laitinen, Oulun yliopisto, matemaattisten tieteiden laitos. Mallien tyyppejä

Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2014

(s 2 + 9)(s 2 + 2s + 5) ] + s + 1. s 2 + 2s + 5. Tästä saadaan tehtävälle ratkaisu käänteismuuntamalla takaisin aikatasoon:

ESTON LASKENTA VERKOSSA

Harjoitus 1: Matlab. Harjoitus 1: Matlab. Mat Sovelletun matematiikan tietokonetyöt 1. Syksy 2006

Identifiointiprosessi

MATLAB harjoituksia RST-säädöstä (5h)

OPETUSSUUNNITELMALOMAKE

1 Tieteellinen esitystapa, yksiköt ja dimensiot

2. Viikko. CDH: luvut (s ). Matematiikka on fysiikan kieli ja differentiaaliyhtälöt sen yleisin murre.

Polynomisysteemiteoria elämäntyönä. Raimo Ylinen Teknillinen korkeakoulu Systeemiteorian laboratorio

8. kierros. 1. Lähipäivä

5. Z-muunnos ja lineaariset diskreetit systeemit. z n = z

VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA. Lauri Karppi j SATE.2010 Dynaaminen kenttäteoria DIPOLIRYHMÄANTENNI.

Sisältö. Työn lähtökohta ja tavoitteet Lyhyt kertaus prosessista Käytetyt menetelmät Työn kulku Tulokset Ongelmat ja jatkokehitys

Kotitentti 3. Operaatiovahvistin

KELAN INDUKTANSSI VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA. Miika Manninen, n85754 Tero Känsäkangas, m84051

Ohjelmistotuotanto vs. muut insinööritieteet. (Usein näennäinen) luotettavuus ja edullisuus

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

Talousmatematiikan perusteet: Luento 3. Funktiot Lineaarinen funktio Paloittain lineaarinen funktio Lineaarinen interpolointi

ABHELSINKI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Luento 13: Periodinen liike. Johdanto Harmoninen värähtely Esimerkkejä F t F r

PHYS-C0220 Termodynamiikka ja statistinen fysiikka Kevät 2016

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

Noudatat uutta opetussuunnitelmaa vain silloin, jos opiskelusi lukiossa alkaa (tai sen jälkeen)!

Transkriptio:

Luennot: TkT, erik. op. to 16-18 U261 Harjoitukset tekn.yo Ville Koskinen pe 10-12 joko mikroluokka U352 tai U261 Kurssikirja Ljung & Glad: Modeling of Dynamic Systems, Prentice-Hall, 1994 TAI Ibid.: Modelbygge och Simulering, Studentlitteratur, 1997. Luentomateriaali sisältää tietoa jota kirjassa ei ole erityisesti luennot 4,5,6,10 Suorittaminen: tentti (5 tehtävää) + vapaaehtoiset 3 pientä harjoitustyötä (korvaavat 1 tenttitehtävän) www-haun pohjalta kirjoitettu essee (korvaa 1 tenttitehtävän)

Dynaamisten systeemien matemaattinen mallintaminen dynaaminen systeemi? Pääaihepiirit: lineaariset dynaamiset systeemit: synteesi fysikaalinen mallintaminen, identifiointi säätötekniikkaa identifiointiprosessi lineaariset dynaamiset systeemit: analyysi lin.dyn.systeemien teoriaa: tila, siirtofunktio, diskretointi, linearisointi, säätöteoriaa, ohjattavuus, havaittavuus, tilaestimointi jne. Näkökulma vuorottelee Excel, Matlab (System Identification Toolbox), Simulink,...

Mitä on mallintaminen? Malli = todellisuuden jäljitelmä Todellisuuden jäljittely: fyysiset mallit fysiikan ja luonnonlait, tilastollinen päättely, simulointi Esikuvan toteuttaminen: piirustus, optimointi, säätö, oppiminen Jokapäiväinen elämä mentaalimallit, verbaaliset mallit, takaisinkytkentä Hyvä malli on käyttötarkoitukseensa nähden yksinkertaisin mahdollinen Matemaattiset mallit mallien osajoukko

Systeemi vs. malli Systeemi = olemassaoleva kokonaisuus, jonka ominaisuuksista ollaan kiinnostuneita aurinkokunta, kansantalous, sähköpiiri,... huom. länsimaiset luonnontieteet jo satoja vuosia perustuneet hypoteesiin systeemistä ja kokeisiin jotka vahvistavat tai kumoavat sen Malli = tarkasteltavan systeemin kuvaus mallin käyttäjän kannalta kiinnostavin painotuksin Miksei kokeellista lähestymistapaa aina? liian kallista liian vaarallista systeemi ei (vielä) ole olemassa => Malli on työkalu jolla voidaan vastata kysymyksiin systeemistä ilman kokeiden tekemisen tarvetta

Esimerkkejä Systeemi kiinnostava asia malli ( painotus ) kompleksisuus kasvaa massapiste sähköpiiri kansantalous massan paikka, nopeus ja kiihtyvyys virrat ja jännitteet piirin osissa inflaatio ensi vuonna Newtonin lait Ohmin laki, Kirchoffin lait jne. osin tunnetut lait, osin havaintoihin perustuen White boxmalli Gray boxmalli Eduskuntavaalit lopputulos psykologiset mallit, kokeet Black boxmalli

Matemaattisen mallin konstruointi systeemi mallin mallin käyttötarkoitus, reunaehdot käyttö- (fysikaalinen) mallintaminen luonnonlait yms. yms. identifiointi kokeita kokeita + päättely päättely vertailu mallikandidaatti validointi Lähestymistavat tukevat tukevat toisiaan toisiaan ylläpito malli

Mallien jaottelua... 1. Deterministinen stokastinen - deterministinen: eksaktit yhteydet mitattavissa olevien suureiden välillä - stokastinen: mukana todennäköisyyksiä ja epävarmuutta (yl. satunnaismuuttujalla kuvattu kohina) 2. Dynaaminen staattinen - dynaamisella systeemillä on tila, josta sen tulevaisuus riippuu ohjauksen lisäksi 3. Jatkuva-aikainen diskreettiaikainen - mallina vastaavasti differentiaali- tai differenssiyhtälöt

...Mallien jaottelua... 4. Keskitetyt parametrit jakautuneet parametrit - keskitettyjen parametrien järjestelmissä parametrit eivät ole paikan tms. funktioita - esim. hydraulijärjestelmissä paine riippuu paikasta = jakautunut järjestelmä - mallina diff. yhtälöt - osittaisdiff.yhtälöt 5. Jatkuva-aikainen tapahtumaorientoitunut - jälkimmäisissä tila muuttuu vain tapahtuman (event) seurauksena (erilaiset logistiikka- yms. simulaatiomallit)

...Mallien jaottelua (ei kirjassa) 6. Parametrinen ei-parametrinen - esim. systeemin taajuus- tai impulssivaste on myös malli 7. SISO-MIMO (MISO) 8. Lineaarinen epälineaarinen 9. Aikavariantti aikainvariantti - aikavariantissa mallissa parametrit muuttuvat ajassa 10. Aikatasomalli taajuustasomalli - diff. yhtälöt vs. taajuusesitykset kuten Boden diagrammi

Esimerkkejä malleista Biologinen systeemi (kirja s. 23-27) yhteisen ruuan tilanne Predator prey tilanne (Lotka-Volterra -malli) Kansantaloudellinen systeemi (kirja s. 29-31)