基于减肥运动和跑步的非线性参数估计与辨识算法的研究＊

苟小平 ,张万军 ,张 峰 ,张景轩 ,张景怡 ,张景妍

（1.陇东学院体育学院，甘肃 庆阳 745000；2.甘肃泽德电子技术有限公司，甘肃 天水 741003；3.兰州工业化设备有限公司，甘肃 兰州 730050）

1 问题的提出

体育活动日益减少，儿童健康问题将成为全面建设小康社会的紧迫问题[1-4]。现有研究表明，随着生活水平的提高，儿童青少年的身体健康状况逐渐下降。

近年来，苟小平、张万军[5-23]等学者的研究重点集中在体育产品的研制及插补曲线的应用上[24-28]。

本文提出了一种基于9～10 岁肥胖儿童减肥运动的非线性参数估计与辨识算法。以9～10 岁肥胖儿童为研究对象，建立了一套基于减肥运动和跑步的非线性参数估计与辨识算法系统。最后，通过MATLAB 仿真分析，结果表明非线性参数估计辨识方法适用于儿童跑步安全心率和身体素质。仿真结果验证了非线性参数估计辨识方法的可行性和有效性。对9～10 岁肥胖儿童的减肥运动儿童跑步在体育锻炼中具有很强的参考意义。

2 随机近参数估计法

考虑了模型（1）的参数辨识问题。设准则函数为

式中：h（·）是标量函数；Dk是输入-输出的数据集。一阶梯度函数：

使渐变为零：

然后将模型（4）的辨识问题归结为求解方程：

3 减肥运动和跑步测试平台介绍

减肥运动和跑步机器人控制算法测试的实验地点为陇东学院体育学院，陇东学院体育学院室内温度为25～35℃，图1 为减肥运动和跑步跑步机器人控制算法测试平台。

图1 减肥运动和跑步测试平台

4 仿真与分析

使用MATLAB 软件对减肥运动和跑步的非线性参数估计与辨识算法进行仿真，分别做出非线性参数估计、非线性辨识算法及估计辨识算法等试验模拟图，如图2、图3 和图4 所示。本试验的目的是验证上述控制方法的分析误差。

图2 试验模型图1

图3 试验模型图2

图4 试验模型图3

由仿真图2～4 可知：非线性参数估计与辨识算法明显优于其它的算法，仿真结果验证了辅助模型参数辨识的可行性和有效性，对运动训练具有较强的参考意义。