2 : Identification

Table des matières

Principaux symboles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

I. Introduction

 

II. Méthodes de base

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Analyse indicielle et impulsionnelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Expérimentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Systèmes du premier ordre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Systèmes du deuxième ordre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Système d'ordre supérieur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

e. Autres caractérisations apériodiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Méthodes de corrélation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Principe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Modalités d'application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Excitation pseudo-aléatoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Analyse des résultats obtenus par voie numérique . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Analyse fréquentielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Analyse harmonique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Identification de la réponse fréquentielle
    par transformée de Fourier des entrées-sorties . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Transformée de Fourier rapide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Réalisation conversion de la réponse harmonique en une transmittance

5. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

III. Méthode du modèle

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Modèle parallèle, non linéaire par rapport aux paramètres . . . . . . . . . . .

a. Exemple transmittance en z, calcul du critère . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Minimisation du critère . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Interprétation des résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Généralisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Modèle linéaire par rapport aux paramètres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Exemple transmittance en z . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Autres modèles linéaires par rapport aux paramètres . . . . . . . . . . . . .

c. Identification des séquences de pondération . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Identification des réponses impulsionnelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Résolution des moindres carrés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Solution globale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Formulation récurrente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Cas continu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Méthode du modèle en temps réel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Modèle linéaire par rapport aux paramètres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Aperçu de la stabilité des algorithmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Identification en temps réel avec modèle parallèle . . . . . . . . . . . . . . .

6. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

IV. Éléments de la théorie de l'estimation

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Définition des variables et de leurs probabilités . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Inconnues, vecteur des mesures et estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Variable à estimer et mesures considérées comme des réalisations
    de variables aléatoires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Définition des fonctions de probabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Expression des densités de probabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Théorie générale de l'estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Estimation de Bayes, variance minimale, maximum a posteriori . . . . .

b. Estimation sous hypothèse gaussienne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Estimation linéaire optimale - principe d'orthogonalité . . . . . . . . . . . .

4. Théorie classique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Introduction, fonction de vraisemblance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Biais, variance, efficacité d'un estimateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Estimation du maximum de vraisemblance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Méthodes des moindres carrés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

V. Reconstruction d'état, filtrage, application à l'identification

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Reconstructeur d'état . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Aspects déterministes du filtrage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Reconstructeur de Luenberger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Réduction de l'ordre du reconstructeur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Choix du gain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Filtrage Kalman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Principe du filtre discret . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Filtre prédicteur, filtre estimateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Filtre continu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Mise en oeuvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

e. Système sans bruit sur la sortie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Extensions, application à l'identification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Forme innovation (ou forme filtre) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Application du filtrage linéaire à l'identification en temps réel . . . . . .

c. Introduction du filtrage non linéaire à propos de l'identification . . . . .

d. Filtre de Kalman étendu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

VI. Méthodes statistiques, conclusion sur l'identification

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Moindres carrés ordinaires et variable opératoire . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Le biais dans la méthode des moindres carrés . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Calcul et conséquence du biais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Variable opératoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Maximum de vraisemblance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Application au modèle d'Aström . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Propriétés de l'estimateur de vraisemblance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Extension : le maximum a posteriori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Réalisation stochastique multivariable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Identification des formes filtres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Réalisation déterministe multivariable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Réalisation stochastique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

Annexe 1 : Compléments sur les matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Annexe 2 : Notions de programmation non linéaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

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