根据数据估计查找表值
目标
的时域输入输出(I/O)数据估计查找表值参数估计量.
关于数据
中的I/O数据lookup_regular.mat
估计查找表的值。mat文件包含以下变量:
xdata1
-由63个均匀采样的输入数据点组成,范围为[0,6.5]ydata1
—由输入数据样本对应的输出数据组成time1
-时间矢量
类中的查找表值使用I/O数据来估计lookup_regular
动态仿真模块®模型。模型中的查找表包含十个值,这些值存储在MATLAB中®变量表格
.初始表值包含一个0向量。要了解有关如何使用查找表对系统建模的更多信息,请参见选择查找表的指南.
打开一个参数估计会话
要估计查找表值,请打开参数估计会话。
在MATLAB提示符下输入以下命令打开查找表模型:
lookup_regular
这个命令打开Simulink模型,并将估计数据加载到MATLAB工作区中。
在Simulink模型中,选择参数估计量从应用程序Tab,在图库中,在下面控制系统以名称打开一个新的会话lookup_regular在参数估计量.
使用默认设置估计表值
使用以下步骤估计查找表的值。
通过点击创建一个新的实验新实验在参数估计选项卡。它的名字
EstimationData
.然后导入I/O数据,xdata1
而且ydata1
,时间向量,time1
,进入实验。要做到这一点,右键单击打开实验编辑器EstimationData
并选择编辑…….类型[time1, ydata1]
在输出对话框和[time1, xdata1]
在实验编辑器的输入对话框中。有关更多信息,请参见导入数据进行参数估计.导入数据后,实验如下图所示:运行初始模拟以查看I/O数据、模拟输出和初始表值。为此,在MATLAB提示符下输入以下命令:
sim卡(“lookup_regular”图(1);情节(xdata1 ydata1,“m *”, xout, yout,“b ^”)举行在;情节(linspace(0、6.5、10),表,“k”,“线宽”2);传奇(的测量数据,“初始模拟数据”,“初始表值”);
图中的x轴和y轴分别表示输入和输出数据。如下图所示:
测量数据-用洋红色星号(*)表示。
初始表值——用黑线表示。
初始模拟数据-用蓝色Δ (Δ)表示。
可以看到,初始表值和模拟数据与实测数据不匹配。
要选择要估计的表值,请在参数估计选项卡,单击选择参数按钮,以打开编辑:估计参数对话框。在所有实验的参数调整面板中,单击选择参数以启动选择模型变量对话框。选中表格旁边的复选框,然后单击好吧.
的编辑:估计参数窗口现在看起来如下所示。默认情况下,将选择表值进行估计。
在参数估计选项卡上,单击选择实验.
EstimationData
默认情况下选择进行估计。如果没有,请勾选估计列,然后单击好吧.要使用默认设置估算表值,请在参数估计选项卡上,单击估计打开参数轨迹情节和评估进度报告窗口。的参数轨迹图中显示了每次迭代时参数值的变化。
估计收敛后,参数轨迹剧情是这样的:
的评估进度报告显示迭代次数,评估目标函数的次数,以及每次迭代结束时代价函数的值。估计收敛后,评估进度报告看起来是这样的:
估计的参数保存在
EstimatedParams
在结果部份数据浏览器左边的窗格。要查看结果,右键单击EstimatedParams
然后选择开放.报告内容如下。该报告包括估计的参数值、代价函数的最终值和其他优化结果。可以看到,当梯度的大小1.18e-14小于标准值1e-3时,优化停止了。
验证评估结果
在估计表值之后,如中所述使用默认设置估计表值,您必须使用另一个数据集来验证您没有过度拟合模型。您可以绘制和检查以下图,以验证估计结果:
残差图
测量和模拟数据图
为了验证估计结果:
创建一个新的实验用于验证。它的名字
ValidationData
.导入验证I/O数据,xdata2
而且ydata2
,时间向量,time2
在ValidationData
实验。要做到这一点,右键单击打开实验编辑器ValidationData
并选择编辑…….然后,类型[time2, ydata2]
在输出对话框和[time2, xdata2]
在实验编辑器的输入对话框中。有关更多信息,请参见导入数据进行参数估计.选择实验进行验证,在参数估计选项卡上,单击选择实验.的
ValidationData
默认选择实验进行估计。取消选择用于估计的方框,并选中它进行验证。选择要使用的结果验证选项卡上,单击选择要验证的结果.取消选择
使用当前参数值
并选择EstimatedParams
,单击好吧.的参数估计量,默认显示验证后的实验图。的对应框中添加残差图验证选项卡。
要开始验证,请在验证选项卡上,单击验证.
检查情节
实验图
可以看到,使用估计参数模拟的数据与实测验证数据一致。
点击残差图:ValidationData打开残差图。
残差显示了模拟数据和测量数据之间的差异,其范围为[-0.15,0.15]-最大输出变化的15%以内。这表明测量值与模拟表数据值之间有很好的匹配。
在MATLAB提示符下输入以下命令,根据验证数据集绘制和检查估计的表值和模拟的表值。
sim卡(“lookup_regular”图(2);情节(xdata2 ydata2,“m *”, xout, yout,“b ^”)举行在;情节(linspace(0、6.5、10),表,“k”,“线宽”, 2)
该图显示,表值(显示为黑线)与验证数据和模拟表值相匹配。表数据值涵盖了输入值的整个范围,这表明已经估计了所有查找表值。