Prediksjonsfeilsignal

Prediksjonsfeilsignal er et signal som oppstår når man sammenligner en faktisk målt utgangsverdi y_k med en forutsagt utgangsverdi ŷ_k fra en modell basert på tidligere tilstander og innndata. Dette feilsignalet kalles også innovasjon eller residual i estimeringsteori. Det avhenger av modellfeil, prosessstøy og målefeil, og er ofte forventet å være tilnærmet hvitt støy hvis modellen er riktig spesifisert og støyene er uavhengige og identisk fordelte.

I tilstandsestimering, for eksempel i Kalman-filteret, brukes prediksjonsfeilsignalet til å oppdatere tilstandsestimatet. Ved hvert tidspunkt beregnes et forutsagt målt ŷ_k fra den forrige tilstanden, og feilen e_k = y_k − ŷ_k utgjør innovasjonen som inngår i beregningen av Kalman-gain og oppdateringen av tilstandene.

I modellbaserte kontrollsystemer, spesielt modellprediksjonskontroll (MPC), reflekterer prediksjonsfeilen forskjellen mellom forventede og observerte verdier og brukes til å vurdere modellens nøyaktighet og tilpasse kontrollfilen ved behov eller til å oppdage avvik og forstyrrelser.

I systemidentifikasjon og diagnostikk er analyser av prediksjonsfeil viktige for å validere modellen: hvis residualene viser mønstre, skjevhet eller avvik fra hvit støy, indikerer det at modellen ikke fanger systemdynamikken tilstrekkelig.

Se også: residual, innovasjon, Kalman-filter, modellprediksjonskontroll.