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机电系统参数辨识与模型校准

共计 30 章节
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01
课程导入与机电系统建模全景
目标=明确参数辨识与模型校准在机电系… · 梳理从物理机理到数据驱动模型的整体流… · 介绍典型机电系统（伺服电机
课程导入机电系统建模全景
02
机电系统数学模型基础
目标=讲解机电系统常用建模方法 · 包括微分方程 · 传递函数
机电系统数学模型…目标=讲解机电系…
03
参数辨识的基本概念与流程
目标=定义参数辨识 · 模型校准 · 验证与确认的区别与联系
参数辨识的基本概…流程
04
实验设计与激励信号选择
目标=针对机电系统 · 讲解如何设计辨识实验 · 包括激励信号类型（阶跃
实验设计激励信号选择
05
数据采集与预处理实战
目标=基于真实机电系统（如直流电机调… · 完成传感器选型 · 信号调理
数据采集预处理实战
06
非参数辨识方法
目标=频率响应函数估计 · 韦尔奇法 · 相关分析法）
非参数辨识方法目标=频率响应函…
07
非参数辨识方法
目标=相关分析与谱分析：讲解自相关 · 互相关函数在机电系统脉冲响应估计中的… · 利用谱分析辨识系统动态特性
非参数辨识方法目标=相关分析
08
最小二乘类参数辨识方法
目标=从线性回归模型出发 · 推导最小二乘估计 · 讨论其统计性质（无偏性
最小二乘类参数辨…目标=从线性回归…
09
递推最小二乘与自适应辨识
目标=介绍递推最小二乘算法及其在机电… · 包括遗忘因子 · 协方差矩阵更新
递推最小二乘自适应辨识
10
极大似然与贝叶斯辨识方法
目标=讲解极大似然估计和贝叶斯估计的… · 针对机电系统噪声特性建立似然函数 · 利用数值优化求解参数后验分布
极大似然贝叶斯辨识方法
11
预测误差方法与模型结构选择
目标=介绍预测误差方法框架 · 讨论不同模型结构（ARX · ARMAX
预测误差方法模型结构选择
12
子空间辨识方法
目标=讲解子空间辨识的基本思想（如N… · MOESP） · 推导状态空间模型参数估计步骤
子空间辨识方法目标=讲解子空间…
13
非线性机电系统参数辨识
目标=针对含有摩擦 · 间隙 · 饱和
非线性机电系统参…目标=针对含有摩…
14
机电系统关键部件参数辨识
目标=电机参数辨识：以直流电机 · 永磁同步电机为对象 · 辨识定子电阻
机电系统关键部件…目标=电机参数辨…
15
机电系统关键部件参数辨识
目标=机械传动与执行机构：针对丝杠 · 齿轮箱 · 皮带传动等
机电系统关键部件…目标=机械传动
16
机电系统关键部件参数辨识
目标=传感器与执行器动态建模 · 力传感器 · 陀螺仪）与执行器（伺服阀
机电系统关键部件…目标=传感器
17
模型校准的基本概念与方法
目标=定义模型校准 · 区分参数校准与结构校准 · 介绍手动校准
模型校准的基本概…目标=定义模型校…
18
基于优化算法的模型校准
目标=讲解如何将模型校准转化为优化问… · 介绍梯度下降 · 牛顿法
基于优化算法的模…目标=讲解如何将…
19
模型校准中的不确定性量化
目标=介绍不确定性来源（参数 · 测量 · 模型结构）
模型校准不确定性量化
20
模型验证与确认
目标=讲解模型验证（与实验数据对比）… · 包括残差分析 · 交叉验证
模型验证确认
21
机电系统辨识与校准的闭环实践
目标=以伺服电机位置控制系统为对象 · 完成从实验设计 · 数据采集
机电系统辨识校准的闭环实践
22
机械臂动力学参数辨识与校准
目标=针对多关节机械臂 · 建立刚体动力学模型 · 设计激励轨迹
机械臂动力学参数…校准
23
无人机机电系统参数辨识与校准
目标=以四旋翼无人机为对象 · 辨识电机-螺旋桨推力模型 · 机体惯性矩阵
无人机机电系统参…校准
24
车辆机电系统参数辨识与校准
目标=针对电动汽车或悬架系统 · 辨识电机驱动系统参数 · 电池等效电路模型参数
车辆机电系统参数…校准
25
工业机器人关节摩擦建模与补偿
目标=深入讲解关节摩擦辨识实验设计 · 摩擦模型（库仑+粘滞+斯特里贝克）参… · 并将辨识结果用于前馈补偿
工业机器人关节摩…补偿
26
机电系统故障诊断中的参数辨识
目标=利用参数辨识进行故障检测与隔离 · 介绍基于模型的方法（参数估计 · 状态观测器）与数据驱动方法
机电系统故障诊断参数辨识
27
数字孪生中的在线参数辨识与模型校准
目标=讲解数字孪生框架下 · 如何利用实时数据在线更新机电系统模型… · 介绍递推贝叶斯
数字孪生线参数辨识
28
机电系统辨识与校准的实验平台搭建
目标=指导搭建典型机电系统辨识实验平… · 包括硬件选型（电机 · 驱动器
机电系统辨识校准的实验平台搭…
29
辨识与校准结果的工程应用
目标=讨论辨识与校准模型在控制器设计 · 状态估计 · 预测性维护
辨识校准结果的工程应…
30
课程总结与前沿展望
目标=回顾课程核心内容 · 总结参数辨识与模型校准的方法论 · 展望人工智能
课程总结前沿展望