Versuchsplanung und Methoden zur Identifikation zeitkontinuierlicher Zustandsraummodelle am Beispiel des Verbrennungsmotors:
Gespeichert in:
1. Verfasser: | |
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Format: | Abschlussarbeit Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2012
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Schriftenreihe: | Berichte aus der Automatisierungstechnik
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Schlagworte: | |
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Beschreibung: | X, 144 S. graph. Darst. |
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
1.1 EINFUEHRUNG IN DIE AUFGABENSTELLUNG U N D MOTIVATION 1
1.2 S T A N D DER TECHNIK IN DER APPLIKATION 3
1.2.1 MESSDATENBASIERTE OPTIMIERUNG 4
1.2.2 MODELLBASIERTE OPTIMIERUNG 5
1.2.3 MESSDATENERFASSUNG 7
1.3 ZIELE DER ARBEIT 9
1.4 AUFBAU DER ARBEIT 11
2 G R U N D L A G E N D E R MODELLBILDUNG 1 2
2.1 DARSTELLUNG DER DYNAMIK 14
2.1.1 MODELL-KONFIGURATION 14
2.1.2 ZEITDISKRETE MODELLE 15
2.1.3 ZEITKONTINUIERLICHE MODELLE 18
2.1.4 WAHL DER ABTASTZEIT 19
2.1.5 DISKUSSION IM SINNE DER AUFGABENSTELLUNG 20
2.2 BIAS-VARIANZ DILEMMA 21
2.2.1 EARLY STOPPING 23
2.2.2 REGULARISIERUNGSVERFAHREN 2 3
2.2.3 MODELLKOMITEES 24
2.3 MODELLBILDUNGSVERFAHREN 25
2.3.1 PARAMETRISCHE MODELLE 25
2.3.2 NICHT-PARAMETRISCHE MODELLE 25
2.3.3 KOSTENFUNKTIONEN 26
2.3.4 DISKUSSION IM SINNE DER AUFGABENSTELLUNG 26
3 S T A N D D E R TECHNIK: V E R S U C H S P L A N U N G 2 7
3.1 ANREGUNGSSIGNALE FUER DYNAMISCHE SYSTEME 27
3.2 VERSUCHSPLANUNG: MODELLFREIE U N D MODELLBASIERTE VERFAHREN 29
3.3 VERSUCHSPLANUNG: OFFLINE-VERFAHREN 31
3.3.1 MAXMIN LATIN HYPERCUBE VERTEILUNG 31
3.3.2 FISHER-INFORMATION BASIERTE VERTEILUNG 31
3.4 VERSUCHSPLANUNG: ONLINE-VERFAHREN 33
3.4.1 QUERY BY COMMITTEE 33
3.4.2 SEQUENTIELLES FISHER-INFORMATION BASIERTES DESIGN 34
3.5 LIMITBEHANDLUNG 34
3.6 DISKUSSION IM SINNE DER AUFGABENSTELLUNG 35
VII
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IMAGE 2
INHAL TSVERZEICHNIS
4 S T A N D D E R TECHNIK: IDENTIFIKATION D Y N A M I S C H E R
NICHTLINEARER S Y S T E M E 3 6
4.1 NEURONALE NETZE 37
4.1.1 ZEITDISKRETE NEURONALE NETZE 37
4.1.2 PARAMETERSCHAETZUNG 38
4.1.3 REGULARISIERUNG 39
4.1.4 BIFURKATION U N D STABILITAET 40
4.2 LOKAL LINEARE MODELLE 4 3
4.2.1 AUFBAU DES TAKAGI-SUGENO FUZZY MODELLS 4 3
4.2.2 L O L I M O T 45
4.2.3 HINGING HYPERPLANES 45
4.2.4 LOKALE NEURO-FUZZY MODELLE 46
4.3 DISKUSSION IM SINNE DER AUFGABENSTELLUNG 46
5 ONLINE-VERSUCHSPLANUNG U N D IDENTIFIKATION D Y N A M I S C H E R Z U
S A M M E N H AE N G E 4 8 5.1 ANFORDERUNGEN 48
5.2 IDENTIFIKATION VON R U N G E - K U T T A NEURONALEN NETZEN 49
5.2.1 PROBLEMFORMULIERUNG 51
5.2.2 S T R U K T U R DER R U N G E - K U T T A NEURONALEN NETZE 52
5.2.3 BERECHNUNG DER JAKOBI-MATRIX 54
5.2.4 GRADIENTENBERECHNUNG DER KOSTENFUNKTION 56
*5.2.5 STABILITAET 5 7
5.2.6 WAHL DES EXPLIZITEN R U N G E - K U T T A VERFAHRENS 59
*5.2.7 INITIALISIERUNG 60
5.2.8 EINSCHRAENKUNGEN DER R U N G E - K U T T A NEURONALEN NETZE 60
*5.2.9 VORTEILE DER R U N G E - K U T T A NEURONALEN NETZE 61
5.3 MODELLKOMITEE 62
5.4 VERSUCHSPLANUNG 64
5.4.1 PARAMETRISCHES ANREGUNGSSIGNAL 64
5.4.2 OFFLINE-VERSUCHSPLANUNG FUER DYNAMISCHE SYSTEME 66
5.4.3 ONLINE-VERSUCHSPLAENE FUER DYNAMISCHE SYSTEME 6 7
5.4.4 AUFGABENBEZOGENE MODIFIKATIONEN 69
5.5 SIMULATIVE EVALUIERUNG: VERSUCHSPLANUNG U N D MODELLBILDUNG 71
5.5.1 MODELLBILDUNG 71
5.5.2 ONLINE-VERSUCHSPLANUNG 82
5.6 DISKUSSION IM SINNE DER AUFGABENSTELLUNG 84
6 ONLINE-IDENTIFIKATION A M M O T O R P R UE F S T A N D 8 5
6.1 IMPLEMENTIERUNG U N D HEURISTIKEN 85
6.1.1 PHASENPLANUNG 85
6.1.2 VERSTELLSTRATEGIE U N D LIMITBEHANDLUNG 87
6.1.3 TOTZEITEN, AUSREISSER U N D UNTERSCHIEDLICHE ZIELGROESSENDYNAMIK . .
. . 90
6.2 EVALUIERUNG IM PRUEFSTANDSBETRIEB 92
6.2.1 KENNFELDDOKUMENTATION 92
6.2.2 PRIIFSTANDSREGLERENTWURF 94
6.3 EINSCHRAENKUNGEN U N D AUSBLICK 97
VIII
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
7 Z U S A M M E N F A S S U N G U N D AUSBLICK 9 9
A WAHRSCHEINLICHKEITSTHEORIE 1 0 3
A . L WAHRSCHEINLICHKEITSVERTEILUNGEN 103
A . L . L WAHRSCHEINLICHKEITSDICHTEFUNKTION 103
A.1.2 LIKEUEHOOD-FUNKTION 104
A.2 FISHER-INFORMATION 104
B L E V E N B E R G - M A R Q U A R D T ALGORITHMUS 1 0 7
C DEFINITIONEN 1 1 1
C . L TOTALE ABLEITUNG 111
C.2 MATRIX- U N D VEKTOREIGENSCHAFTEN 111
C.3 FEHLERMASSE 114
D S T A B I L I T AE T S A N A L Y S E 1 1 5
D . L STABILITAETSANALYSE ZEITDISKRETER SYSTEME 116
D.2 STABILITAETSANALYSE ZEITKONTINUIERLICHER SYSTEME 117
D.2.1 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN ISS U N D STABILITAET NACH LYAPUNOV . . . .
117
D.2.2 ZUSAMMENHANG ISS U N D EIN-/AUSGANGSSTABILITAET 119
D.3 STABILITAET VON R U N G E - K U T T A VERFAHREN 119
D.4 STABILITAET VON R U N G E - K U T T A NEURONALEN NETZEN 121
D.4.1 B-ISS EXPLIZITER R U N G E - K U T T A METHODEN 121
D.4.2 STABILITAETSNEBENBEDINGUNGEN A N DIE GEWICHTE DES R U N G E - K U T
T A NEURONALEN NETZES 130
E B E N C H M A R K S Y S T E M 1 3 6
I X
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