题目:
通过令(4.19)式的极限是n=-∞到n=+∞来验证(4.20);注意,对于n<0和n>N-1,u[n]=0。
解答:
首先通过观察公式(4.18)我们可以得到:对于存在p个待估计参数和N个输入输出激励与观测量的系统,观察矩阵H为N*p阶矩阵。
那么对于H矩阵的第i列可以表示为:
该列向量前面存在i-1个0元素。
H矩阵的第j列可以表示为:
该列向量前面存在j-1个0元素。
当i≥j时,两个列元素可以进一步细化为:
因此,此时可以表示为:
由于 ,当 时,补上后续j-1个元素乘积项,可以近似得到:
因此:
同理,当i≤j时,可以得到:
综合上述两种情况,得到:
进一步,由于u[n]只有当0≤n≤N-1才有数值,其他情况都为0,因此前一项索引范围为 至 ,而后一项的索引范围 至 。如果考虑其他为0的项,上式也可以进一步写成:
对比上式和序列 的自相关函数可知:
最终,当时,该矩阵和激励序列的自相关矩阵建立了近似关系。