Tesina di Identificazione dei Modelli e Analisi dei Dati



Documenti analoghi
Matematica generale CTF

Probabilità condizionata: p(a/b) che avvenga A, una volta accaduto B. Evento prodotto: Evento in cui si verifica sia A che B ; p(a&b) = p(a) x p(b/a)

1 Serie di Taylor di una funzione

Dimensione di uno Spazio vettoriale

E naturale chiedersi alcune cose sulla media campionaria x n

Un sistema di controllo può essere progettato fissando le specifiche:

Sensori a effetto Hall bipolari con ritenuta stabilizzati e non stabilizzati con circuito chopper

1. la probabilità che siano tutte state uccise con pistole; 2. la probabilità che nessuna sia stata uccisa con pistole;

FONDAMENTI DI PSICOMETRIA - 8 CFU

Test statistici di verifica di ipotesi

Esercizio 1. Proprietà desiderabili degli stimatori (piccoli campioni)

Psicometria (8 CFU) Corso di Laurea triennale STANDARDIZZAZIONE

Macroeconomia, Esercitazione 2. 1 Esercizi. 1.1 Moneta/ Moneta/ Moneta/3. A cura di Giuseppe Gori (giuseppe.gori@unibo.

Analisi statistica delle funzioni di produzione

Slide Cerbara parte1 5. Le distribuzioni teoriche

Esercitazioni di Calcolo Numerico 23-30/03/2009, Laboratorio 2

Pertanto la formula per una prima approssimazione del tasso di rendimento a scadenza fornisce

Elementi di Psicometria con Laboratorio di SPSS 1

1. Scopo dell esperienza.

Computational Game Theory

2.5 Stabilità dei sistemi dinamici funzioni di trasferimento, nella variabile di Laplace s, razionali fratte del tipo:

INTEGRATORE E DERIVATORE REALI

Quando troncare uno sviluppo in serie di Taylor

Corso di Psicometria Progredito

Esercizi di Macroeconomia per il corso di Economia Politica

Principi generali. Vercelli 9-10 dicembre G. Bartolozzi - Firenze. Il Pediatra di famiglia e gli esami di laboratorio ASL Vercelli

Premesse alla statistica

Calcolo del Valore Attuale Netto (VAN)

Probabilità discreta

8 Elementi di Statistica

Inferenza statistica. Statistica medica 1

Analisi di dati di frequenza

ANALISI FREQUENZIALE E PROGETTO NEL DOMINIO DELLE FREQUENZE

La dispersione dei prezzi al consumo. I risultati di un indagine empirica sui prodotti alimentari.

Statistica e biometria. D. Bertacchi. Variabili aleatorie. V.a. discrete e continue. La densità di una v.a. discreta. Esempi.

Statistica. Lezione 6

Lezione 28 Maggio I Parte

ESERCIZIO N 4. Fatturato Supermercati [0;500) 340 [500;1000) 368 [1000;5000) 480 [5000;10000) 37 [10000;20000) 15 taglia = 1240

APPUNTI DI MATEMATICA LE FRAZIONI ALGEBRICHE ALESSANDRO BOCCONI

OCCUPATI SETTORE DI ATTIVITA' ECONOMICA

1) Si consideri un esperimento che consiste nel lancio di 5 dadi. Lo spazio campionario:

Misure finanziarie del rendimento: il Van

Corso integrato di informatica, statistica e analisi dei dati sperimentali Altri esercizi_esercitazione V

Un gioco con tre dadi

Misure finanziarie del rendimento: il Van

Che cos è l intelligenza e come funzionano i test del Q.I.

Federico Laschi. Conclusioni

Esercitazione 23 maggio 2016

ESERCITAZIONE 13 : STATISTICA DESCRITTIVA E ANALISI DI REGRESSIONE

VALORE DELLE MERCI SEQUESTRATE

VARIANZA CAMPIONARIA E DEVIAZIONE STANDARD. Si definisce scarto quadratico medio o deviazione standard la radice quadrata della varianza.

Università di Firenze - Corso di laurea in Statistica Seconda prova intermedia di Statistica. 18 dicembre 2008

Lezione 5. Schemi a blocchi

QUANTIZZAZIONE diverse fasi del processo di conversione da analogico a digitale quantizzazione

Richiami: funzione di trasferimento e risposta al gradino

FUNZIONI ELEMENTARI - ESERCIZI SVOLTI

Gli input sono detti anche fattori di produzione: terra, capitale, lavoro, materie prime.

VERIFICA DELLE IPOTESI

Funzioni. Parte prima. Daniele Serra

Prova di autovalutazione Prof. Roberta Siciliano

Economia Applicata ai sistemi produttivi Lezione II Maria Luisa Venuta 1

Proposta di soluzione della prova di matematica Liceo scientifico di Ordinamento

Abbiamo costruito il grafico delle sst in funzione del tempo (dal 1880 al 1995).

Facoltà di Psicologia Università di Padova Anno Accademico

Il concetto di valore medio in generale

Come visto precedentemente l equazione integro differenziale rappresentativa dell equilibrio elettrico di un circuito RLC è la seguente: 1 = (1)

La misura degli angoli

1. Introduzione. 2. Simulazioni elettromagnetiche per la misura del SAR

Controlli Automatici T. Trasformata di Laplace e Funzione di trasferimento. Parte 3 Aggiornamento: Settembre Prof. L.

Servizi di consulenza specialistica per IGRUE

1. Distribuzioni campionarie

Potenza dello studio e dimensione campionaria. Laurea in Medicina e Chirurgia - Statistica medica 1

LA MASSIMIZZAZIONE DEL PROFITTO ATTRAVERSO LA FISSAZIONE DEL PREZZO IN FUNZIONE DELLE QUANTITÀ

Consideriamo due polinomi

Istituto d Istruzione Secondaria Superiore M.BARTOLO. A cura del Prof S. Giannitto

TRANSITORI BJT visto dal basso

LE SUCCESSIONI 1. COS E UNA SUCCESSIONE

19txtI_BORRA_ /11/13 10:52 Pagina 449 TAVOLE STATISTICHE

SISTEMI DI ACQUISIZIONE

1 Giochi a due, con informazione perfetta e somma zero

Statistica descrittiva: prime informazioni dai dati sperimentali

I ricavi ed i costi di produzione

Indice. 1 La disoccupazione di 6

Errori di una misura e sua rappresentazione

3. Confronto tra medie di due campioni indipendenti o appaiati

Fondamenti di Automatica

Esercitazione n.2 Inferenza su medie

CORSO DI STATISTICA (parte 2) - ESERCITAZIONE 8

Capitolo 12 La regressione lineare semplice

GUIDA AL CALCOLO DEI COSTI DELLE ATTIVITA DI RICERCA DOCUMENTALE

Metodi Frequenziali per il Progetto di Controllori MIMO: Controllori Decentralizzati

LA MACCHINA FRIGORIFERA E LA POMPA DI

Corso di Laurea in Scienze e Tecnologie Biomolecolari. NOME COGNOME N. Matr.

CRITERI DI CONVERGENZA PER LE SERIE. lim a n = 0. (1) s n+1 = s n + a n+1. (2) CRITERI PER LE SERIE A TERMINI NON NEGATIVI

LA CORRELAZIONE LINEARE

Le equazioni. Diapositive riassemblate e rielaborate da prof. Antonio Manca da materiali offerti dalla rete.

Lezione 10: Il problema del consumatore: Preferenze e scelta ottimale

Capitolo 4 Probabilità

Esame di Statistica del 17 luglio 2006 (Corso di Laurea Triennale in Biotecnologie, Università degli Studi di Padova).

Rappresentazione nello spazio degli stati

Transcript:

Tesina di Identificazione dei Modelli e Analisi dei Dati Ceccarelli Egidio e Papi Alessio 19 Luglio 2000 1

Indice 1 Introduzione 3 2 Valutazioni relative all identificazione 3 3 Prove 4 4 Conclusioni 5 4.1 ARX................................. 6 4.2 OE.................................. 7 4.3 ARMAX.............................. 8 2

1 Introduzione Con questa esperienza vogliamo identificare con metodi parametrici il sistema rappresentato dalla seguente funzione di trasferimento tempo continuo 15 s(s + 5)(s + 10) a cui corrisponde in tempo discreto l espressione 0, 0004338z 2 + 0, 001394z + 0, 0002767 z 3 2, 29z 2 + 1, 696z 0, 4066 Per risolvere il problema e ottenere la migliore approssimazione del modello utilizziamo le classi di modelli Arx, Oe e Armax. Lo scopo di questo lavoro è di misurarsi con problemi reali per mettere in pratica la teoria studiata durante il corso e di comprenderne meglio i vari aspetti. La funzione di trasferimento scomposta in blocchi elementari è rapresentata in figura 1: Figura 1: Modello da identificare 2 Valutazioni relative all identificazione Come si può vedere nella figura 1 il blocco integratore è stato posto per ultimo ipotizzando di avere a disposizione un sensore che ci permettesse di misurare la velocità se si suppone di ottenere in uscita una posizione. Questa decisione è scaturita dal fatto che se avessimo identificato anche il blocco 1/s il sistema avrebbe avuto come risposta al gradino una rampa, per cui il tempo di salita sarebbe stato infinito e di conseguenza la scelta del tempo di campionamento, per i segnali di ingresso e di uscita, difficoltosa. Invece con le supposizione fatte si è individuato sperimentalmente un tempo di salita pari a 0,5 s e utilizzando la regola empirica T c = ( 1 5 1 10 )T s 3

si è assunto Tc=0,06 s. Per quanto riguarda il segnale di ingresso del sistema, usato nella simulazione effettuata per determinare il segnale di uscita utile per l identificazione, si è utilizzato la somma di quattro sinusoidi con ampiezze e frequenze diverse fra loro. Questa decisione è stata presa al fine di ottenere un segnale persistentemente eccitante di ordine otto, che consideriamo sufficiente per identificare il modello preso in considerazione. Le ampiezze delle varie sinusoidi sono state fissate per avere un buon rapporto segnale-rumore e di conseguenza una varianza dell errore di stima relativamente bassa, mentre le frequenze sono state scelte nelle vicinanze dei punti di maggiore informazione che in questo caso sono i poli del sistema. Il disturbo che abbiamo assunto bianco, gaussiano e a media nulla, come si nota nella figura precedente, si suppone che agisca sul modello fra il blocco e il blocco 1 s + 5 1 s + 10 e che abbia, come già trattato, intensità piccola rispetto all ampiezza del segnale di ingresso. 3 Prove Per effettuare l identificazione del modello rappresentato in figura 1 senza l integratore e descritto dalla seguente funzione di trasferimento 0, 02015z + 0, 01493 z 2 1, 29z + 0, 4066 abbiamo utilizzato duecento campioni. Per ciascuna classe di modelli (Arx,Oe, Armax) al fine di determinare quelli che avevano caratteristiche più vicine al sistema, sono state effettuate varie prove cambiando di volta in volta il numero di parametri, il grado dei polinomi da identificare e il ritardo ingresso-uscita. La corrispondenza fra i modelli e il sistema è stata valutata considerando diversi fattori fra cui : Funzionale di costo Final Prediction Error (FPE) Deviazioni standard dei singoli parametri Confronto fra l uscita reale e quella ricavata dal modello (FIT) Validazione con il metodo dei residui Confronto fra i parametri della fdt del sistema e quelli del modello 4

Per scegliere all interno di una stessa classe di modelli il migliore fra quelli che sembravano avere un buon comportamento, abbiamo effettuato la validazione con il metodo dei residui e il confronto fra l uscita reale e quella ricavata dal modello, considerando però un ingresso diverso rispetto a quello usato per l identificazione. I risultati ottenuti dalle prove più significative effettuate per ciascuna classe di modelli sono consultabili nelle pagine che seguono. 4 Conclusioni I modelli che abbiamo reputato essere i migliori per ciascuna classe, hanno dimostrato di generare uscite che seguono abbastanza fedelmente gli output del sistema sia con in ingresso i dati usati per l identificazione sia con dati diversi. Confrontando ad uno ad uno i parametri della funzione di trasferimento del sistema tempo discreto con i parametri identificati si nota in tutti e tre i casi, una certa difficoltà nell approssimare i coefficienti del numeratore, mentre quelli del denominatore vengono determinati in modo piuttosto preciso. E difficile dire fra i modelli giudicati essere i migliori, quale sia quello che in assoluto più si avvicina al comportamento del sistema considerato, visto che quest ultimo non appartiene a nessuna delle classi considerate. 5

4.1 ARX Per questa classe, il modello migliore è quello contraddistinto dalla seguente funzione di trasferimento 0, 0026z + 0, 0325 z 2 1, 2797z + 0, 3970 che presenta uno zero e due poli (Arx[2 2 0]). Nota: questo non risulta essere il modello con FPE minimo per questa classe. Di seguito sono riportati i grafici relativi alla validazione e al confronto delle uscite con dati di ingresso diversi da quelli usati per identificare. Figura 2: Confronto fra le uscite (Arx) Figura 3: Grafico dei residui (Arx) 6

4.2 OE Per questa classe, il modello migliore è quello contraddistinto dalla seguente funzione di trasferimento 0, 0039z + 0, 0304 z 2 1, 3029z + 0, 4177 che presenta uno zero e due poli (Oe[2 2 0]). Di seguito sono riportati i grafici relativi alla validazione e al confronto delle uscite con dati di ingresso diversi da quelli usati per identificare. Figura 4: Confronto fra le uscite (Oe) Figura 5: Grafico dei residui (Oe) 7

4.3 ARMAX Per questa classe, il modello migliore è quello contraddistinto dalla seguente funzione di trasferimento 0, 0039z + 0, 0303 z 2 1, 3037z + 0, 4185 che presenta uno zero e due poli (Armax[2 2 1 0]) e con fattore spettrale canonico z 0.9232 z 2 1, 3037z + 0, 4185 Di seguito sono riportati i grafici relativi alla validazione e al confronto delle uscite con dati di ingresso diversi da quelli usati per identificare. Figura 6: Confronto fra le uscite (Armax) Figura 7: Grafico dei residui (Armax) 8

Elenco delle figure 1 Modello da identificare....................... 3 2 Confronto fra le uscite (Arx).................... 6 3 Grafico dei residui (Arx)...................... 6 4 Confronto fra le uscite (Oe)..................... 7 5 Grafico dei residui (Oe)....................... 7 6 Confronto fra le uscite (Armax).................. 8 7 Grafico dei residui (Armax)..................... 8 9