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第一章　绪论1

目录1

§1.1　系统辨识2

§1.2　动力学系统辨识4

§1.3　动力学系统辨识主要内容6

1.3.1　试验设计7

1.3.2　模型辨识8

1.3.3　参数估计8

1.3.4　模型验证9

§2.1　动力学系统数学模型11

2.1.1　刚体动力学系统11

第二章　动力学系统模型与模型辨识11

2.1.1.1　飞行器动力学系统12

2.1.1.2　汽车动力学系统16

2.1.1.3　船舶动力学系统18

2.1.2　弹性体动力学系统23

2.1.2.1 分布参数结构动力学方程组23

2.1.2.2　有限元模型24

2.1.2.3　固有振型模型28

2.1.3　含流体的动力学系统31

2.1.3.1　一维流动力学模型32

2.1.3.2　液体晃动动力学模型33

§2.2　动力学系统外作用力数学模型36

2.2.1　线性数学模型37

2.2.2　多项式模型39

2.2.3　样条函数模型40

2.2.4　阶跃过渡函数模型42

§2.3　建模准则与优选算法49

2.3.1　最大信息量准则49

2.3.2　最大可信度准则50

2.3.3　F统计检验53

2.3.4　预估平方和准则58

§2.4　应用实例60

2.4.1　多项式模型60

2.4.2　样条函数模型61

2.4.3　阶跃过渡函数模型63

§3.1　最大似然法65

第三章　参数估计（时域法）65

3.1.1　似然准则推导66

3.1.2　非线性系统最大似然算法68

3.1.3　线性系统最大似然算法73

3.1.4　输出误差法77

3.1.5　方程误差法78

3.1.6　修正最大似然法80

3.1.7　最大似然近似算法81

3.1.8　最大似然法递推算法86

3.1.9　算法框图89

3.1.9.1　迭代算法框图89

3.1.9.2　递推算法框图92

§3.2　微分动态规划法94

3.2.1　基本方程95

3.2.2　算法框图97

§3.3　广义卡尔曼滤波法99

3.3.1　卡尔曼滤波基本公式100

3.3.1.1　线性离散系统100

3.3.1.2　线性连续系统103

3.3.1.3 非线性连续-离散系统103

3.3.2　增广的广义卡尔曼滤波算法105

3.3.2.1 增广的非线性连续-离散系统105

3.3.2.2　线性连续-离散系统106

3.3.3　修正增益广义卡尔曼滤波算法108

3.3.4　算法框图111

§3.4　分割算法112

3.4.1　分割定理112

3.4.1.1　连续非线性动力学系统的分割定理112

3.4.1.2　离散动力学系统的分割定理114

3.4.2　广义分割算法116

3.4.2.1　连续动力学系统的广义分割算法116

3.4.2.2 离散动力学系统的广义分割算法120

3.4.3　广义多分割算法122

3.4.4　广义分割辨识算法126

3.4.5　算法框图131

§3.5　建模前估计法132

3.5.1　状态与未知参数估计133

3.5.1.1　样条函数法134

3.5.1.2　卡尔曼滤波法135

3.5.2　模型确定136

3.5.3　算法框图136

3.5.3.1　建模前估计法算法框图136

3.5.3.2　气动参数辨识建模前估计法算法框图138

第四章　参数估计（频域法）140

§4.1　频域分析的基础知识141

4.1.1　傅里叶变换141

4.1 2　离散傅里叶变换142

4.1 3　复随机变量144

4.1 4　随机过程145

4.1 5　平稳随机过程147

4.1 6　随机过程的傅里叶变换148

4.1 7　随机过程的谱密度150

4.1.7.1　帕塞瓦尔定理150

4.1.7.2　维纳-辛钦定理150

§4.2　最大似然法151

4.2.1　似然准则推导152

4.2.2　最大似然算法155

4.2.3　离散型最大似然算法160

4.2.4　输出误差法161

4.2.5　方程误差法163

4.2.6　零添补技术164

§4.3　算法框图165

5.1.1　刚体激振输入168

§5.1　输入设计168

第五章　试验设计和最优输入168

5.1.2　弹性体激振输入171

5.1.3　液体晃动激振输入174

§5.2　输出设计175

5.2.1　输出信号测量要求175

5.2.2　运动轨迹的测量177

5.2.3　数据采集系统178

§5.3　几何、物理和环境参数测量179

5.3.1　几何、物理参数的测定179

5.3.2　环境参数测量179

5.4.1　最优输入设计准则180

§5.4　最优输入设计180

5.4.1.1 基本假设181

5.4.1.2　优化准则182

5.4.2　时域算法184

5.4.2.1　最优输入设计基本方程185

5.4.2.2　参数辨识最优输入算法187

5.4.2.3　含过程噪音系统的最优输入算法190

5.4.2.4　算法框图191

5.4.3　频域算法193

5.4.3.1　频域最优输入算法193

5.4.3.2　频域最优输入的算法框图195

5.4.4　应用实例196

§6.1　数据预处理203

第六章　数据预处理和相容性检验203

6.1.1　电量到物理量的转换204

6.1.2　野值的识别、剔除与补正205

6.1.3　数据加密与采样时刻校正208

6.1.4　传感器安装位置校正209

6.1.5　数据平滑和微分平滑210

6.1.6　数据的时间迟后修正212

6.1.7　低通滤波215

§6.2　数据相容性检验和数据重建217

6 2.1　相容性检验基本方程和算法218

6.2.2　四元素相容性检验模型225

6.3.1　参数可辨识性分析227

§6.3　参数预估计227

6.3.1.1 力系数可辨识性分析228

6.3.1.2 力矩系数可辨识性分析229

6.3.1.3 频率域的可辨识性分析232

6.3.2　参数预估计算式232

6.3.2.1 力系数和力矩系数估计232

6.3.2.2 待辨识参数初值的预估计233

第七章　动力学系统辨识应用235

§7.1　飞行器气动参数辨识235

7.1.1 飞行器六自由度模型气动参数辨识235

7.1.2　飞行器纵向气动参数辨识243

7.1.3　飞行器横侧向气动参数辨识249

7.1.4.1　my0、mz0的估计253

7.1.4　飞行器小不对称气动参数辨识253

7.1.4.2　rpg、mx0的估计256

7.1.5　非定常气动力辨识257

7.1.6　攻角、侧滑角的估计263

7.1.6.1 相容性检验法263

7.1.6.2　参数估计法266

7.1.6.3　近似估计法269

§7.2　结构系统辨识270

7.2.1　结构系统频域辨识算法271

7.2.1.1　频率响应与模态参数272

7.2.1.2 传递函数辨识273

7.2.1.3　模态参数辨识276

7.2.1.4　气动弹性模型辨识278

7.2.1.5 算法框图280

7.2.2　结构系统时域辨识算法282

7.2.2.1　解析解拟合法282

7.2.2.2 自由衰减法284

7.2.2.3　稀疏矩阵法286

7.2.2.4　结构参数辨识288

7.2.2.5　最大似然法289

7.2.2.6　有限元模型的结构参数辨识291

7.2.3　桥梁结构模态参数辨识293

§7.3　船舶水动力参数辨识295

7.3.1　普通船舶水动力参数辨识296

7.3.1.1 时域算法296

7.3.1.2　频域算法299

7.3.2　水翼船水动力参数辨识301

7.3.2.1 水翼船纵向水动力参数辨识301

7.3.2.2　水翼船纵摇水动力导数辨识302

7.3.2.3 水翼船横摇水动力导数辨识304

§7.4　汽车动力学参数辨识305

7.4.1　汽车航向运动轮胎力系数辨识305

7.4.2　汽车双体模型的外作用力参数辨识307

§7.5　液体晃动动力学参数辨识311

7.5.1　液体晃动的摆模型312

7.5.2　液体晃动模态参数辨识313

7.5.3　液体晃动动力参数辨识315

§8.1　辨识仿真计算317

第八章　辨识准度和系统验证317

8.1. 1 辨识仿真程序结构和组成318

8.1.2　辨识仿真数字试验320

§8.2 飞行器气动参数辨识仿真322

8.2.1　动力学系统仿真模型322

8.2.2　过程噪音仿真模型329

8.2.3　观测噪音仿真模型336

§8.3　辨识准度估计339

8.3.1　不确定度椭球340

8.3.2　其它辨识准度准则343

8.3.3　辨识准度的工程判断344

§8.4　系统验证344

参考文献345