ELE620 Systemidentifikasjon.

Her vil du finne informasjon og oppgaver om faget høsten 2017.
Innlevering og godkjenning av oppgaver gjøres i canvas.

Innhold:

Generelt:

Undervisningsplan

Tidspunkt. 
Forelesningene blir onsdager og torsdager 0815 – 1000 i rom A202 og A203 i ukene fra og med uke 34 til og med uke 46. Det blir 4 forelesningstimer per uke. Normert arbeidsbelastning for et fag på 10 studiepoeng er 15 timer per uke, det betyr at dere må regne med å jobbe mye på egen hånd også.

Materiell, lærebok.
I høst vil vi bruke mine egne notater inkludert øvinger, de dekker pensum ganske bra selv om de ofte er ganske knappe i form.
For øvinger og lab vil MatLab generelt, System Identification Toolbox (SIT), Control System Toolbox (CST) og SimuLink spesielt være nyttige. Omfattende dokumentasjon fra MathWorks finnes på nettet (System Identification Toolbox, Control System Toolbox og MatLab og SimuLink). Dokumentasjon er ofte også installert sammen med programmene. Bruk hjelpesystemene flittig.

Lab og øvinger
Øvingene krever tilgang til PC med MatLab og SimuLink installert.

Oversikt over forelesninger

Nedenfor er noen stikkord for hva som skal gjennomgås, med eventuelle merknader.
Merk at mange referanser er løse, det vil si at det de peker til ennå ikke er klart. Etter hvert vil innholdet bli aktive.

Uke 34

·         Informasjon om faget, gjennomgang av det som står på denne sida.

·         Hva er systemidentifikasjon?

o   Jeg har skrevet et notat med litt generelt om systemidentifikasjon.

·         MatLab med verktøykasser vil bli en del brukt i dette kurset.
MathWorks  har ei god nettside om MatLab, bruk den. Dokumentasjonen er omfattende og god, bruk den ofte. Vi skal denne uka gå gjennom noe om MatLab generelt, System Identification Toolbox (SIT), og Control System Toolbox (CST), men dere vil nok lære mesteparten om disse ved å arbeide med eksempler og øvinger og å lese på egen hånd.

 

Uke 35-39

·         Systemrepresentasjon.

·         Jeg har skrevet et etter hvert ganske langt notat om ulike måter å representere system på og overganger mellom disse. Noe her er repetisjon fra signaler og systemer, reguleringsteknikk og signalbehandling.

 

Uke 40

·         Helt kort om stokastiske system og prosesser.

·         Det er også et lite notat for dette.

 

Uke 41-45

·         Tilstand og parameterestimering.

·         Kalman-filter med utledning er spesielt viktig her. Det er med i et notat.

·         Adaptiv filtrering generelt, LMS og RLS, eget notat.

·         LS-estimering og RLS-estimering med utledning er i et eget notat.

·         Matlab-filer med eksempel, eks9p9.m, eks9p10.m, eks10p8.m, og eks10p9.m.

·         RLS-eksempel med prediksjon: kraake.wav, og kraake.m.

 

Uke 46

·         Repetisjon og øvinger.

Øvinger/Lab

Årets øvinger blir klare etter hvert, de er tydelig merket med årstall 2017 på første side. Tidsfristene kan justeres når vi kommer i gang med undervisningen. Foreløpig har jeg satt opp frist på tirsdag kveld, og løsningsforslag kan da gjennomgås morgenen etter selv om jeg neppe har fått sett på innleveringene da.
Lenkene til løsningsforslagene vil ikke virke før etter innleveringsfristen.

Øving 1, SIT-eksempel

·         Her er oppgaven: ov1.pdf

·         Og her er mat-fila: ov1.mat

·         Tidsfrist er: 12. september

·         Her kommer løsningsforslag: L1.pdf med m-fila ov1.m.

 

Øving 2, Systemidentifikasjon ut fra sprangrespons

·         Her er oppgaven: ov2.pdf

·         Og her er datafiler og Simulink-modellen: ov2datas.mat, ov2datav.mat, ov2del2.mdl.

·         Matlabfila myLPfilter.m kan være nyttig for å glatte inndata, alternativ til smooth fra curvefit-toolbox i Matlab, eller andre metoder (enkel filtrering).

·         Tidsfrist er: 19. september

·         Her er løsningsforslag: L2.pdf

 

Øving 3, Noen oppgaver:

·         Her er oppgaven: ov3.pdf og ei m-fil plotAsScope.m som kanskje er nyttig.

·         Tidsfrist er: 26. september

·         Her kommer løsningsforslag: L3.pdf med m-fil ov3.m og ov3H18.mdl.

 

Øving 4, Noen oppgaver med stokastiske system.

·         Her er oppgaven: ov4.pdf

·         Tidsfrist er: 10. oktober.

·         Her er løsningsforslag: L4.pdf

 

Øving 5, Totankprosessen.

·         Her er oppgaven: ov5.pdf

·         Her er fila om totanksystemet: totank1.pdf

·         Og noen flere filer: ov5sim.m, tankData.mat, tankData2.mat og totankEKF.mdl.

·         Tidsfrist er: 17. oktober

·         Her er løsningsforslag: L5.pdf.

 

Øving 6, Smelteovn, modellering, tilstandsromform og diskretisering

·         Her er oppgaven: ov6.pdf

·         Tidsfrist er: 31. oktober

·         Her er løsningsforslag: L6.pdf

·         Og her er m-filene: ov6.m og ov6trm.m

 

Øving 7, Smelteovn, simulering og estimering

·         Her er oppgaven: ov7.pdf

·         Tidsfrist er: 7. november

·         Her er løsningsforslag: L7.pdf

·         Og her er m-fil: ov7.m

 

Øving 8, Øving som sammenligner Kalmanfilter med RLS.

·         Her er oppgaven: ov8.pdf

·         Tidsfrist er: 14. november

·         Her er løsningsforslag: L8.pdf

·         Og her er m-fil: ov8.m

Pensum

Foreløpig pensumliste:

·         Notatene det er lenke til over.

·         Forelesningene, der mesteparten er med i notatene.

·         Øvingene

Eksamen

Eksamen 2016 var onsdag 14. desember. Over halvparten av studentene valgte å ikke levere inn besvarelse slik at det kun ble levert ni besvarelser. Det er da tydeligvis de som har fått eksamen rimelig bra til som valgte å levere, og resultatene ble dermed ganske bra. Det var mye å gjøre til eksamen, kanskje derfor mange valgte å ikke levere besvarelse, men jeg har tatt hensyn til stor arbeidsmengde ved retting; karaktergrensene er noe lavere (i forhold til poeng gitt ved retting) enn det som normalt brukes. Resultat ble da 3 A, 3 B, 2 C og 1 D. J
Det var 12 besvarelser for ny eksamen 3 mars 2017. Bra resultat: 4 A, 1 B, 6 C og 1 E. J

Eksamen 2015 var tirsdag 15. desember. Resultatene er middels, hvis en ser bort fra to stryk er det normalfordelt omkring C med lite standardavvik. Det var 13 leverte besvarelser. Både i oppgave 1 og 3 var det mye bra, men spesielt i oppgave 1 var det en del uklarheter og noe rot som en må trekke for, i oppgave 3 kunne jeg heller ikke gi full score når en kun hadde gitt svar uten å (forsøke på å) vise eller forklare svaret. For oppgave 2 var det svakt resultat, ingen fikk mer enn 25 poeng, og når en kunne få 35 så hadde selv de beste mistet 10 poeng her og når det også var litt å trekke for oppgave 1 eller 2 så ble det ingen A denne gang.
Oppsummering av resultatene: ingen A, 3 B, 6 C, 2 D, ingen E og 2F. J

Eksamen 2014 var mandag 15. desember. Resultatene er varierende, 3 gode og 6 som fordeler seg i andre ende av skalaen. Det var 11 som møtte til eksamen, 2 av disse trakk seg under eksamen og dermed ble det 9 leverte besvarelser. For oppgave 1 var det mange som hadde mye rot. Eulers forovermetode (eller framovermetode som det noe inkonsekvent ble kallet i oppgaven) er egentlig ganske enkel, ligning 1.3 i løsningsforslaget, men mange klarte ikke å bruke den riktig i oppgave 1.b. Noe skuffende resultat her. For oppgave 2 er det gjerne en utfordring med ulineær modell, mange prøvde likevel å starte med lineær modell her alt i 2a og 2b og det ble da rimeligvis feil. For oppgave 3 var det en god del riktig i alle besvarelser, fra 25 poeng og oppover mot 50 poeng. Mange besvarelser var uryddige og manglet en del på flere av delspørsmålene, noen feil ble også avslørt, for eksempel så har K-strek i ligning 3.1 ingenting med ‘apriori’ å gjøre. 
Oppsummering av resultatene: 3 A, ingen B, 1 C, 2 D, 2 E og 1 F. K

Eksamen 2013 var tirsdag 17. desember. Resultatene er bra selv om det ikke ble noen A-er denne gangen. 14 oppmeldt til eksamen, 1 trukket og 13 leverte besvarelser. Modellering gikk bra, dere huska tydeligvis regneøvinga, fra 20 til 25 (maksimum) poeng her. Det er også tydelig dere kan Kalman filter nå, for oppgave 2 ble det fra 15 til 30 poeng (maksimum), og de fleste var godt over 20 poeng. Oppgave 3 var den eneste som tydelig skilte besvarelsen fra hverandre, fra 3 til 21 poeng her, og med mulighet for 30 poeng så ble det vanskelig å oppnå beste karakter. Bare en besvarelse fikk litt poeng for oppgave 3f, denne var som ventet vanskelig. Oppgave 4 hadde også de fleste fått til, men noen hadde rotet en del.
Oppsummering av resultatene: ingen A, 6 B, 6 C, 1 D, og ingen E eller F. J

Eksamen 2012 var torsdag 6. desember, oppgaver og løsningsforslag nederst på denne sida. Det var 6 oppmeldt til eksamen, 5 møtte, og det var dermed levert inn 5 besvarelser. Jeg har nå rettet disse og resultatet foreligger. Resultatene kan kort oppsummeres med «samling i bunn». For oppgave 2 var resultatene svært svake, kun en besvarelse hadde litt som jeg kunne gi noen få poeng for, mens for oppgave 3 var resultatene bra og alle fikk mange poeng her. For de andre tre oppgavene hadde de svakeste besvarelsene kun litt riktig, mens den beste besvarelsen hadde kun litt feil, og dessverre var det flest i førstnevnte gruppe.
Oppsummering av resultatene: ingen A eller B, 1 C, 1 D, 3 E og ingen F. K

Eksamen 2011 var onsdag 23. november, oppgaver og løsningsforslag nederst på denne sida. Det var 12 oppmeldt til eksamen, 11 møtte, en trakk seg under eksamen og det var dermed levert inn 10 besvarelser.
Jeg har nå rettet disse og resultatet foreligger. Fem besvarelser var svake, hvorav en klar stryk. De siste fem besvarelsene var fordelt fra nokså bra (D) til rimelig bra (B) men ingen svært gode (A). Her kommer noen korte kommentarer.
Oppgave 1 er en gjenganger på eksamen og har vært gitt flere ganger tidligere i ulike varianter. Oppgaven var også gjennomgått på forelesning og burde vært eksamensettes plankeoppgave. De fleste hadde også fått den rimelig bra til, men jeg tror kanskje flere brukte lang tid på denne oppgaven. Merkelig nok var den ellers beste besvarelsen nest dårligst på oppgave 1.
Oppgave 2 var også gitt tidligere på eksamen (nov. 2006), da riktig nok med fire ekstra deloppgaver. Den var også gjennomgått i en forelesning i høst. Her hadde de totalt fem beste besvarelsene alle gjort det rimelig bra med opp mot 40 poeng (av de 45 oppnåelige), problemet for de fleste var oppgave 2d. De fem svakeste besvarelsene hadde alle under 20 poeng på oppgave 2, poengene kom stort sett på de tre første deloppgavene.
Oppgave 3 var basert på øving 8, som også har blitt gjennomgått i en forelesningstime nylig. Besvarelsene tyder på at mange av dere ikke hadde sett på denne øvinga siden denne ikke var obligatorisk. Dermed ble det mye rot og utenomsnakk i disse besvarelsene. For oppgave 3a benytta mange anledningen til å skrive mye om utledningen og forutsetninger for Kalman-filter, men spørsmålet var om Kalman filter for parameterestimering og det var det kun noen få av dere som svara greit på. Kun en besvarelse var rimelig bra for denne oppgaven, fire andre hadde fått omkring 20 poeng her mens resten hadde kun noen få poeng, stort sett for oppgave 3e.
Oppsummering av resultatene: ingen A, 1 B, 2 C, 2 D, 4 E og 1 F. K

Eksamen 2010 var onsdag 24. november, oppgaver og løsningsforslag nederst på denne sida. Resultatene er bra, av de 19 oppmeldt til eksamen var det kun 2 som trakk seg under eksamen og av de 17 som leverte var det ingen stryk. Alle hadde fått til mye på oppgave 1 og 2, for oppgave 3 og 4 var det mer variasjon. Resultatene fordeler seg som dette: 3 A, 4 B, 7 C og 3 D, ingen E eller F. J

Her er eksamensoppgave med løsningsforslag 3. mars 2017.
Her er eksamensoppgave med løsningsforslag 14. desember 2016.
Her er eksamensoppgave med løsningsforslag 15. desember 2015.
Her er eksamensoppgave med løsningsforslag 15. desember 2014.
Her er eksamensoppgave med løsningsforslag 17. desember 2013.
Her er eksamensoppgave 6. desember 2012 med løsningsforslag.
Her er eksamensoppgave 23. november 2011 med løsningsforslag.
Her er eksamensoppgave 24. november 2010 med løsningsforslag.
Her er eksamensoppgave 17. desember 2009 med løsningsforslag.
Her er eksamensoppgave 8. desember 2008 med løsningsforslag.
Her er eksamensoppgave 14. desember 2007 med løsningsforslag.
Her er eksamensoppgave 28. november 2006 med løsningsforslag.

Generell informasjon om eksamen er tilgjengelig på UiS sine nettsider.


Sist oppdatert: 23. juni 2017, Karl Skretting