diplomová práce

Bayesovské přístupy pro adaptivní identifikaci systémů

Text práce 3.22 MB Příloha 1.37 MB

Autor práce: Ing. Ondřej Skalský

Ak. rok: 2023/2024

Vedoucí: Ing. Jakub Dokoupil, Ph.D.

Oponent: doc. Ing. Straka Ondřej , Ph.D.

Abstrakt:

Práce se zabývá bayesovskou identifikací časově variantních normálních regresních modelů a skýtá celkem čtyři hlavní algoritmy. První dvě uvedené algoritmizace slouží pro průběžnou regularizovanou identifikaci jednoho regresního modelu. Neznámost časového vývoje tohoto modelu je u obou algoritmizací řešena technikou datově informovaného zapomínání. Volba faktoru zapomínání je u první uvedené algoritmizace prováděna pomocí variační bayesovské aproximace. Druhý algoritmus určuje hodnotu faktoru zapomínání statistickým rozhodováním.

Druhá dvojice algoritmů pohlíží na problematiku časového vývoje parametrů jako na sekvenci přepínání normálních regresních modelů. U obou těchto dávkových algoritmizací založených na variační bayesovské aproximaci je  iterativně prováděna inference nejen parametrů banky modelů, ale i aktivit těchto modelů po čas experimentu, přičemž skutečný počet modelů tvořících tuto banku je určen automaticky. Rozdíl mezi těmito algoritmy spočívá především v šumových vlastnostech přepínaných modelů.

Všechny čtyři algoritmy jsou testovány na reálné soustavě a v simulacích. Práce je doplněna krátkým úvodem do bayesovského světa, jež vysvětluje užité statistické techniky. Pro úplnost a návaznost na zmíněné algoritmy je popsána i dávková a průběžná identifikace časově invariantního normálního regresního modelu.

Klíčová slova:

Identifikace, Bayesovská statistika, Pravděpodobnost, Normální regresní model, Časově variantní parametrická identifikace, ARX model, Směs normálních regresních modelů, Bayesovská identifikace směsi normálních regresních modelů, Variační bayesovská aproximace.

Termín obhajoby

04.06.2024

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Student obhájil diplomovou práci. Komise neměla žádné námitky k řešené práci. V průběhu odborné rozpravy odpověděl na dotazy.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Kybernetika, automatizace a měření (MPC-KAM)

Složení komise

doc. Ing. Radovan Hájovský, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Zdeněk Bradáč, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Jakub Dokoupil, Ph.D. (člen)
Ing. Zdeněk Havránek, Ph.D. (člen)
Ing. Karel Horák, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Macho, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Jakub Dokoupil, Ph.D.

Předložená diplomová práce se zabývá bayesovskou identifikací parametrů časově proměnného regresního modelu. Podrobněji je v práci analyzována kvalita sledování nemodelovaných změn parametrů dosažená jednotlivými algoritmizacemi na základě nepřesných měřeních zatížených šumem.
Student uvádí systematický přehled existujících algoritmů umožňujících kompenzaci absence modelu vývoje parametrů, jednotlivé algoritmy rigorózně odvozuje s použitím bayesovkých paradigmat a teorií optimalizace a provádí jejich zajímavé srovnání. Empirické porovnání jednotlivých algoritmů je realizováno v programu MATLAB/Simulink, a to na syntetických i reálných datech.

Výsledkem diplomové práce je podrobná analýza uplatnitelnosti dílčích algoritmů v nestacionárních systémech, která má mimořádný aplikační potenciál pro realizaci adaptivních řídicích systémů, detekci a lokalizaci poruch.
Po typografické stránce je práce zpracována na velmi dobré úrovni. Musím ocenit studentovu píli, samostatnost a schopnost porozumět náročné problematice, která významně přesahuje teoretický rámec studia.

Zadání bylo splněno. Diplomant prokázal své inženýrské schopnosti, práci doporučuji k obhajobě s hodnocením výborně. Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 97

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
doc. Ing. Straka Ondřej , Ph.D.

Posudek je přiložen ve formátu pdf. Výsledný počet bodů navržený oponentem: 90

Známka navržená oponentem: A

Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 109,19 kB

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová