JP2016500958A - データサンプリング方法とシステム、及びパラメータ識別におけるその応用方法とシステム - Google Patents
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Abstract
Description
逆に、いずれも超えていない場合には、現在のサンプリング値が定常過程であると判断する。前記カルマンフィルタは少なくとも1次又はより高次、例えば2次、3次等であるが、本発明では限定しない。
を満たすまで、n=0,1,…とし、サンプルシーケンスYに基づいてyのn+1次導関数を算出することでnを決定し、εを0に近い定数とするS52131、変数変換
を実施し、サンプルシーケンスYからデータシーケンス{xk}を算出するS52132、データシーケンス{xk}について、現在の数値xkが過渡過程か定常過程かを判断するS52133、現在の数値xkが定常過程であると判断すると、{xk}に基づいて平均値
を定常値
として算出してステップS52135を実行し、現在の数値xkが過渡過程であると判断するとk=1とするS52134、xの定常値
を積分逆変換してyの強制成分
を算出するS52135、とのステップに基づき強制成分を算出する。
に基づいて強制成分
を算出し、
であり、
が導関数公式と物理量y及びその各次導関数の初期値に基づいて決定される定数である。
を満たすまで、n=0,1,…とし、サンプルシーケンスYに基づいてyのn+1次導関数を算出することでnを決定し、εを0に近い定数とする導出ユニット、変数変換
を実施し、サンプルシーケンスYからデータシーケンス{xk}を算出する変換ユニット、データシーケンス{xk}を受信し、現在の数値xkが過渡過程か定常過程かを判断する判断ユニット、現在の数値xkが定常過程であると判断すると、{xk}に基づいて平均値
を定常値
として算出して還元ユニットに進み、現在の数値xkが過渡過程であると判断するとk=1として出口に向かう平均ユニット、公式
に基づいて強制成分
を算出し、
であり、
が導関数公式と物理量y及びその各次導関数の初期値に基づいて決定される定数である還元ユニット、を含む。
で表され、Tsはサンプリング周期である。逆に、Z領域からS領域への変換は
で表される。ここで、s=x+jy及びz=r・ejθであり、下記式が存在する。
であり、下記式のようになる。
である。また、Tsはサンプリング間隔である。
を満たすまで、n=0,1,…とし、サンプルシーケンスYに基づいてyのn+1次導関数を算出することでnを決定し、εを0に近い定数とするS52131、変数変換
を実施し、サンプルシーケンスYからデータシーケンス{xk}を算出するS52132、データシーケンス{xk}について、現在の数値xkが過渡過程か定常過程かを判断するS52133、現在の数値xkが定常過程であると判断すると、{xk}に基づいて平均値
を定常値
として算出してステップS52135を実行し、現在の数値xkが過渡過程であると判断するとk=1とするS52134、xの定常値
を積分逆変換してyの強制成分
を算出するS52135、とのステップに基づいて強制成分を算出する。
に基づいて強制成分
を算出し、
であり、
が導関数公式と物理量y及びその各次導関数の初期値に基づいて決定される定数である。
を満たすまで、n=0,1,…とし、サンプルシーケンスYに基づいてyのn+1次導関数を算出することでnを決定し、εを0に近い定数とする導出ユニット52131、変数変換
を実施し、サンプルシーケンスYからデータシーケンス{xk}を算出する変換ユニット52132、データシーケンス{xk}を受信し、t分布又はその簡略化したものから現在の数値xkが定常過程か過渡過程かを判断する判断ユニット52133、現在の数値xkが定常過程であると判断すると、{xk}に基づいて平均値
を定常値
として算出して還元ユニット52135に進み、現在の数値xkが過渡過程であると判断するとk=1として出口に向かう平均ユニット52134、
に基づいて強制成分
を算出し、
であって、
が導関数公式と物理量y及びその各次導関数の初期値に基づいて決定される定数である還元ユニット52135、を含む。
は平均値、
は標準偏差、t(k)は自由度kのt分布である。
は平均値、
は標準偏差、Gは所定の定数である。また、前記Gは2.5〜15とされる。
は平均値、δは所定の定数、xeは物理量xの規定値である。また、前記δは0.1〜10%の間とされる。
と標準偏差
は、F=1がF=0になった場合、つまり現在の数値xkが定常過程から過渡過程となった場合にk=1として、次のように算出される。
Claims (20)
- 物理量である電気信号yをアナログローパスフィルタリングし、フィルタリングされた電気信号を取得するS1、
フィルタリングされた電気信号をサンプリング周波数fsに基づきサンプリングし、前記サンプリング周波数fsがナイキストの定理fs>fslを満たすS2、
サンプルシーケンスYを出力するS3、とのステップを含むデータサンプリング方法において、
前記ステップS2のサンプリング周波数fsはfs≦fsh=ζmax/εを満たし、εはサンプリングシステムのZ領域誤差であり、ζmaxはS領域の最大誤差である、ことを特徴とするデータサンプリング方法。 - 物理量である電気信号yをナイキストの定理を満たすサンプリング周波数でサンプリングし、サンプルシーケンスY1を取得するステップS1を含むデータサンプリング方法において、更に、
サンプルシーケンスY1をデジタルローパスフィルタリングし、フィルタリングされたサンプルシーケンスY2を取得するS2、
フィルタリングされたサンプルシーケンスY2をリサンプリングしてサンプルシーケンスYを取得し、前記リサンプリングの周波数をfrsとすると、frs≦fsh=ζmax/εであり、εがサンプリングシステムのZ領域誤差、ζmaxがS領域の最大誤差であるS3、
サンプルシーケンスYを出力するS4、とのステップを含むことを特徴とするデータサンプリング方法。 - 前記デジタルローパスフィルタリングの遮断周波数はfcであり、fc≦0.5×frsであることを特徴とする請求項2記載のデータサンプリング方法。
- 前記サンプリングシステムのZ領域誤差はε≧δであり、前記δはサンプリングシステムの打ち切り誤差であることを特徴とする請求項1又は2記載のデータサンプリング方法。
- 前記サンプリングシステムの打ち切り誤差δはδadc及びδcpuに関し、δadcはADコンバータの分解能の半分であり、δcpuは数値がコンピュータにおいて示すビット数の打ち切り誤差であることを特徴とする請求項4記載のデータサンプリング方法。
- 前記サンプリングシステムのZ領域誤差はε=kα・δであり、前記kαは1より大きい安全係数であって、その値はサンプリング時のランダムノイズレベル、サンプリングシステムにおける数値の演算誤差又はこれらの組み合わせによって決まることを特徴とする請求項4記載のデータサンプリング方法。
- 前記S領域の最大誤差ζmaxは具体的な応用により決定され、応用システムのS領域における零点及び極点の受け入れ可能な誤差により決定されるζmax、或いは応用システムの時間領域における微分方程式により受け入れ可能な最大誤差σmaxに対応して決定されるζmax、を含むことを特徴とする請求項1又は2記載のデータサンプリング方法。
- 物理量である電気信号yをナイキストの定理を満たすサンプリング周波数でサンプリングし、サンプルシーケンスY1を取得するサンプリングユニットを含むデータサンプリングシステムにおいて、更に、
サンプルシーケンスY1をデジタルローパスフィルタリングし、フィルタリングされたサンプルシーケンスY2を取得するローパスフィルタ、
フィルタリングされたサンプルシーケンスY2をリサンプリングしてサンプルシーケンスYを取得し、前記リサンプリングの周波数をfrsとすると、frs≦fsh=ζmax/εであり、εがサンプリングシステムのZ領域誤差、ζmaxがS領域の最大誤差であるリサンプリングユニット、を含むことを特徴とするデータサンプリングシステム。 - 前記デジタルローパスフィルタリングの遮断周波数はfcであり、fc≦0.5×frsであることを特徴とする請求項8記載のデータサンプリングシステム。
- 請求項1又は2記載のデータサンプリング方法を用いたパラメータ識別方法において、サンプルシーケンスYに基づいて行われる動的パラメータ識別ステップS51及び/又は静的パラメータ識別ステップS52を含むステップS5を更に含むことを特徴とするパラメータ識別方法。
- 前記動的パラメータ識別ステップS51は、サンプルシーケンスYに基づいて、自己適応制御における識別方法でARMAXモデルの次数とパラメータを識別するステップS511、又は参照モデル法によりパラメータを識別するステップS512、又はカルマンフィルタによりパラメータを識別するステップS513を含むことを特徴とする請求項10記載のパラメータ識別方法。
- 前記静的パラメータ識別ステップS52は、サンプルシーケンスYについてまず定常値を算出するステップS521、続いて定常値に基づいて、パラメータ推定法、相関係数法、線形回帰法、線形化可能な線形回帰法又は最小二乗法を用いて静的パラメータを識別するステップS522を含み、前記定常値を算出するステップS521は、
サンプルシーケンスYから現在のサンプリング値が定常過程か過渡過程かを判断するS5211、
現在のサンプリング値が定常過程であると判断した場合、サンプルシーケンスYに基づいて平均値を定常値として算出するS5212、
現在のサンプリング値が過渡過程であると判断した場合、サンプルシーケンスYに基づいて強制成分を定常値として算出するS5213、を含むことを特徴とする請求項10記載のパラメータ識別方法。 - 前記ステップS5211では、t分布又はその簡略化したもの、或いはフィルタ出力結果から現在のサンプリング値が定常過程か過渡過程かを判断し、前記フィルタはカルマンフィルタ又はαβγフィルタであることを特徴とする請求項12記載のパラメータ識別方法。
- 前記ステップS5213は、
を満たすまで、n=0,1,…とし、サンプルシーケンスYに基づいてyのn+1次導関数を算出することでnを決定し、εを0に近い定数とするS52131、変数変換
を実施し、サンプルシーケンスYからデータシーケンス{xk}を算出するS52132、
データシーケンス{xk}について、現在の数値xkが過渡過程か定常過程かを判断するS52133、
現在の数値xkが定常過程であると判断すると、{xk}に基づいて平均値
を定常値
として算出してステップS52135を実行し、現在の数値xkが過渡過程であると判断するとk=1とするS52134、
xの定常値
を積分逆変換してyの強制成分
を算出するS52135、とのステップに基づき強制成分を算出することを特徴とする請求項12記載のパラメータ識別方法。 - 前記ステップS52135では、公式
に基づいて強制成分
を算出し、
が導関数公式と物理量y及びその各次導関数の初期値に基づいて決定される定数であることを特徴とする請求項14記載のパラメータ識別方法。 - 請求項8記載のデータサンプリングシステムを含むパラメータ識別システムであって、サンプルシーケンスYに基づいて動的パラメータの識別及び/又は静的パラメータの識別を行うパラメータ識別ユニットを更に含む、ことを特徴とするパラメータ識別システム。
- 前記パラメータ識別ユニットは動的パラメータ識別ユニットであり、サンプルシーケンスYに基づいて、自己適応制御における識別方法でARMAXモデルの次数及びパラメータを識別するか、或いは、参照モデル法でパラメータを識別するか、或いはカルマンフィルタによりパラメータを識別する、ことを特徴とする請求項16記載のパラメータ識別システム。
- 前記パラメータ識別ユニットは静的パラメータ識別ユニットであって、
サンプルシーケンスYに基づいて定常値を算出する定常値算出ユニット、
定常値に基づいて、パラメータ推定法、相関係数法、線形回帰法、線形化可能な線形回帰法、又は最小二乗法で静的パラメータを推定する静的パラメータ推定ユニット、を含むことを特徴とする請求項16記載のパラメータ識別システム。 - 前記定常値算出ユニットは、
サンプルシーケンスYに基づいて、t分布又はその簡略化したもの、或いはフィルタ出力結果から現在のサンプリング値が定常過程か過渡過程かを判断し、前記フィルタがカルマンフィルタ又はαβγフィルタである判断ユニット、
現在のサンプリング値が定常過程であると判断した場合、サンプルシーケンスYに基づいて平均値を定常値として算出する定常算出ユニットA、
現在のサンプリング値が過渡過程であると判断した場合、サンプルシーケンスYに基づいて強制成分を定常値として算出する定常算出ユニットB、を含むことを特徴とする請求項18記載のパラメータ識別システム。 - 定常算出ユニットBは、
を満たすまで、n=0,1,…とし、サンプルシーケンスYに基づいてyのn+1次導関数を算出することでnを決定し、εを0に近い定数とする導出ユニット、変数変換
を実施し、サンプルシーケンスYからデータシーケンス{xk}を算出する変換ユニット、
データシーケンス{xk}を受信し、現在の数値xkが過渡過程か定常過程かを判断する判断ユニット、現在の数値xkが定常過程であると判断すると、{xk}に基づいて平均値
を定常値
として算出して還元ユニットに進み、現在の数値xkが過渡過程であると判断するとk=1として出口に向かう平均ユニット、公式
に基づいて強制成分
を算出し、
であり、
が導関数公式と物理量y及びその各次導関数の初期値に基づいて決定される定数である還元ユニット、を含むことを特徴とする請求項19記載のパラメータ識別システム。
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