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Consistance en identification paramétrique

Participants : Laurent Baratchart, Martine Olivi

 

Un contexte classique en identification paramétrique est celui où on cherche à ajuster un modèle linéaire , où u est l'entrée observée et e un bruit blanc décorrélé de u, à une suite d'observations que l'on considère comme une réalisation du processus . L'erreur linéaire de prédiction étant donnée par , une méthode courante est de choisir un modèle rationnel de degré n de manière à minimiser l'estimateur de variance :

et on regarde à la limite lorsque N est grand. Des résultats de consistance sont disponibles dans la littérature qui assurent que tout argument du minimum de converge vers un minimiseur de la variance dans la classe de modèle. Nous en avons montré cette année une version différentielle en prouvant que, presque sûrement quand , la suite converge uniformément ainsi que toute ses dérivées sur tout compact de la variété des systèmes de degré de McMillan fixé, sous des conditions d'ergodicité faibles pour u et y. Ceci montre que la minimisation de la forme asymptotique de l'erreur de prédiction est du même type (nature et nombre des points critiques) que celle de l'erreur de prédiction elle--même, et justifie dans ce contexte l'étude des critères asymptotiques qui sont typiquement des problèmes d'approximation rationnelle dans . Dans le cas particulier où u est un bruit blanc et (méthode dite d'erreur de sortie), cette propriété se conjugue aux résultats obtenus les années antérieures pour prouver que si le processus observé est du type avec , le minimiseur de est presque sûrement l'unique point critique, asymptotiquement sur tout compact, lorsque F est dans un voisinage des matrices rationnelles de degré n. En dépit de son caractère local et donc faible, cette consistance est nettement plus forte que celles établies à ce jour pour ce type de schéma. Dans le cas scalaire, on peut aussi conclure à une unicité globale pour les systèmes de relaxation suffisamment stables, par exemple. Plus généralement, tout résultat d'unicité en approximation rationnelle aurait sa contrepartie asymptotique en identification paramétrique. Il y a donc de ce point de vue certains motifs pour étudier les aspects différentiels de l'approximation rationnelle, et pour adapter l'approche à la maximisation de vraisemblance. Par exemple, la propriété de convergence uniforme ci--dessus n'est pas établie si est remplacé par une moyenne géométrique car l'argument utilise une famille normale qui deviendrait multivaluée ; il serait intéressant au futur de l'adapter. Les résultats de cette section sont consignés dans un rapport qui sera soumis pour publication prochainement.


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