系统辨识(六):最小二乘法的修正算法

最小二乘法的修正算法主要包括:

  • 广义最小二乘法(Generalized Least Squares Method,简称GLS)
  • 辅助变量法(Instrumental Variable Method,简称IV)
  • 扩充最小二乘法(Extended Least Squares Method,简称ELS)
  • 相关最小二乘法(Correlation and Least Squares Method,简称CLS)
  • 多步最小二乘法(Multistage Least Squares Method,简称MLS)

他们有一个共同的特点:将数学模型转换成最小二乘法所面向的ARX模型,从而利用成熟的最小二乘理论和方法来解决问题,使得参数估计量为无偏估计。
下面依次讲解一下各种修正算法的原理和应用。

1、广义最小二乘法

系统辨识(六):最小二乘法的修正算法
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四、估计量的性质

⑴ 广义最小二乘法的估计量与马尔可夫估计量等价:具有一致性,有效性,无偏性。
⑵ 由于关于参数非线性,可能存在多个局部最优解,就可能收敛不到真值。
⑶ 收敛速度不高,可适当选取白化滤波的阶次m提高收敛速度,但没有理论方法指导。
⑷ 如果信噪比大,可以收敛到真值;如果信噪比小,可能趋近错误值。

2、辅助变量法

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3、扩充最小二乘法

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4、相关最小二乘法

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5、多步最小二乘法

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