Повышение качества идентификации моделей биомеханических систем при использовании фильтрованного белого шума как входного воздействия

Авторы: Тяпкина П.Д., Масленников А.Л.
Опубликовано в выпуске: #1(18)/2018
DOI: 10.18698/2541-8009-2018-1-238
Раздел: Механика | Рубрика: Биомеханика
Ключевые слова: идентификация систем, качество параметрической идентификации, биомеханические системы, формирующие фильтры, подбор информативного сигнала
Опубликовано: 09.01.2018

Идентификация биомеханических систем (например, модели элемента двигательной системы человека) сопряжена с рядом сложностей, связанных с физиологией. Одна из основных сложностей заключается в подборе достаточно информативного входного сигнала. Входным сигналом (задаваемой траекторией движения) может являться фильтрованный белый шум, однако качество идентификации при использовании такого сигнала низкое. В работе предложены два подхода к повышению качества идентификации в данной задаче: первый заключается в идентификации на ограниченном диапазоне частот, а второй — в использовании фильтра Чебышева второго типа как формирующего фильтра.

Литература

[1] Maslennikov A.L. Robust Analysis and Control Design of the Head-Neck System (Master’s thesis). Michigan State University, 2013. p. 42. URL: https://d.lib.msu.edu/etd/2194 (дата обращения 12.09.2017).

[2] Peng G.C., Peterson B.W., Hain T. A dynamical model for reflex activated head movements in the horizontal plane. Biological Cybernetics, 1996, vol. 75, no. 4, pp. 309–319.

[3] Peterson B.W., Choi H., Hain T., Keshner E., Peng G.C.Y. Dynamic and Kinematic Strategies for Head Movement Control. The Vestibular Labyrinth in Health and Disease, October 2001, vol. 942, pp. 381–393.

[4] Keshner E.A. Modulating active stiffness affects head stabilizing strategies in young and elderly adults during trunk rotations in the vertical plane. Gait and Posture, 2000, vol. 11, no. 1, pp. 1–11.

[5] Тяпкина П.Д., Масленников А.Л. Сравнение входных сигналов для параметрической идентификации во временной и в частотной областях биомеханических систем. Молодежный научно-технический вестник. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2017, вып. 7. URL: http://sntbul.bmstu.ru/doc/859770.html (дата обращения 10.09.2017).

[6] Forssell U., Ljung L. Closed-loop Identification. Revisited. Automatica, July 1999, vol. 35, no. 7, pp. 1215–1241.

[7] Ljung L. System Identification — Theory for the User. Prentice-Hall, 1999, p. 609.

[8] Soderstrfim T. System identification. Prentice-Hall, 1988, p. 613.

[9] Martensson J., Everitt N., Hjalmarsson H. Covariance analysis in SISO linear systems identification. Automatica, March 2017, vol. 77, no. 3, pp. 82–92.

[10] Ljung L. Asymptotic Variance Expressions for Identified Black-Box Transfer Function Models. IEEE Transactions on automatic control, September 1985, vol. AC-30, no. 9, pp. 834–844.