ИВС и АСУТП. Гаспер Б.С - 111 стр.

UptoLike

Составители: 

111
FxFx
iVi
i
r
μ
() () ,=
=
0
0
μ
v (5.135)
или в обобщенном виде
ω
μ
() () () ,xF xF xdx
v
a
b
=
0
μ
v , (5.136)
где
μ
,v - неотрицательные целые числа, а r - число измерений.
Для идентификации коэффициентов
b
j
, в уравнении (5.134) потребуем, что-
бы
r m+1.
При аппроксимации с помощью ортогональных полиномов наиболее целе-
сообразно использовать полиномы Чебышева. Полиномы Чебышева записываются
в форме
FT v
vv
() () cos( arccos())
ξ
ξ
ξ
=
=
,
11
ξ
(5.137)
и обладают следующими взвешенными свойствами ортогональности:
(5.138)
где
1
2
ξ
- весовой коэффициент
ω
(
ξ
) из уравнения (5.136). Несколько полино-
мов Чебышева низкого порядка приведено ниже:
+=
+=
+=
=
=
=
=
.1184832)(
;52016)(
;188)(
;34)(
;12)(
;)(
;1)(
246
6
35
5
24
4
3
3
2
2
1
0
ξξξξ
ξξξξ
ξξξ
ξξξ
ξξ
ξξ
ξ
T
T
T
T
T
T
T
(5.139)
Независимая переменная [
x в уравнении (5.134)] обычно должна быть пре-
образована так, чтобы она удовлетворяла требованиям к области изменения
ξ
в
уравнении (5.137). При известном
T
v
(
ξ
) значение T
v+1
(
ξ
) может быть определено из
соотношения
TTT
vvv+−
=
11
2() () ()
ξ
ξ
ξ
ξ
, (5.140)
что следует из определения
T
v
(
ξ
) в уравнении (5.137).
Аппроксимационный полином Чебышева для
$
y , составленный по методу
наименьших квадратов для выходной переменной
y, получают на основе миними-
зации
S, где
SybTd
ii
i
m
=−
=
ωξ ξ ξ ξ
() () ()
1
1
0
2
, (5.141)
что дает
TT
v
μ
ξξ
ξ
π
π
() ()
1
0
2
2
1
1
=
при
μ
v,
при
μ
= v 0,
при
μ
= v = 0,
                                 r

                            ∑ Fμ ( x ) F
                             i =0
                                      i   V   ( xi ) = 0,    ∀μ ≠ v       (5.135)

или в обобщенном виде
                             b

                            ∫ ω ( x) Fμ ( x) F ( x)dx = 0,
                             a
                                               v             ∀μ ≠ v ,     (5.136)

где μ,v - неотрицательные целые числа, а r - число измерений.
       Для идентификации коэффициентов bj, в уравнении (5.134) потребуем, что-
бы r ≥ m+1.
       При аппроксимации с помощью ортогональных полиномов наиболее целе-
сообразно использовать полиномы Чебышева. Полиномы Чебышева записываются
в форме
                  Fv (ξ ) = Tv (ξ ) = cos(v ⋅ arccos(ξ )) , − 1 ≤ ξ ≤ 1 (5.137)
и обладают следующими взвешенными свойствами ортогональности:


                             ⎧0      при μ ≠ v,
         1
            Tμ (ξ ) Tv (ξ ) ⎪⎪ π
         ∫ 1− ξ2 = ⎨2                при μ = v ≠ 0,                     (5.138)
         −1                  ⎪
                             ⎩⎪π     при μ = v = 0,


где 1 − ξ 2 - весовой коэффициент ω(ξ) из уравнения (5.136). Несколько полино-
мов Чебышева низкого порядка приведено ниже:
                  T0 (ξ ) = 1;                              ⎫
                                                            ⎪
                  T1 (ξ ) = ξ ;                             ⎪
                  T2 (ξ ) = 2ξ − 1;
                                 2                          ⎪
                                                            ⎪⎪
                  T3 (ξ ) = 4ξ 3 − 3ξ ;                      ⎬          (5.139)
                                                             ⎪
                  T4 (ξ ) = 8ξ 4 − 8ξ 2 + 1;                 ⎪
                  T5 (ξ ) = 16ξ − 20ξ + 5ξ ;
                                   5       3                 ⎪
                                                             ⎪
                  T6 (ξ ) = 32ξ 6 − 48ξ 4 + 18ξ 2 − 1.⎪⎭
       Независимая переменная [x в уравнении (5.134)] обычно должна быть пре-
образована так, чтобы она удовлетворяла требованиям к области изменения ξ в
уравнении (5.137). При известном Tv(ξ) значение Tv+1(ξ) может быть определено из
соотношения
                            Tv +1 (ξ ) = 2ξTv (ξ ) − Tv −1 (ξ ) ,       (5.140)
что следует из определения Tv(ξ) в уравнении (5.137).
       Аппроксимационный полином Чебышева для y$ , составленный по методу
наименьших квадратов для выходной переменной y, получают на основе миними-
зации S, где
                                   1                                2
                                          ⎡           m
                                                                  ⎤
                            S = ∫ ω (ξ ) ⎢ y (ξ ) − ∑ bi Ti (ξ ) ⎥ dξ , (5.141)
                                   −1     ⎣         i =0          ⎦
что дает



                                                                                  111