본문으로 건너뛰기
cccskills
무료GitHub에 공개

first-order-model-fitting

Fit first-order dynamic models to experimental step response data and extract K (gain) and tau (time constant) parameters.

한국어 요약은 준비 중입니다. 원문 설명을 표시하고 있습니다.

설치 방법 보기

포함된 파일(1)

  • SKILL.md2.5 KB

SKILL.md(원문)

설치하기 전에 에이전트에게 전달되는 지시 내용을 확인할 수 있습니다.

First-Order System Model Fitting

Overview

Many physical systems (thermal, electrical, mechanical) exhibit first-order dynamics. This skill explains the mathematical model and how to extract parameters from experimental data.

The First-Order Model

The dynamics are described by:

tau * dy/dt + y = y_ambient + K * u

Where:

  • y = output variable (e.g., temperature, voltage, position)
  • u = input variable (e.g., power, current, force)
  • K = process gain (output change per unit input at steady state)
  • tau = time constant (seconds) - characterizes response speed
  • y_ambient = baseline/ambient value

Step Response Formula

When you apply a step input from 0 to u, the output follows:

y(t) = y_ambient + K * u * (1 - exp(-t/tau))

This is the key equation for fitting.

Extracting Parameters

Process Gain (K)

At steady state (t -> infinity), the exponential term goes to zero:

y_steady = y_ambient + K * u

Therefore:

K = (y_steady - y_ambient) / u

Time Constant (tau)

The time constant can be found from the 63.2% rise point:

At t = tau:

y(tau) = y_ambient + K*u*(1 - exp(-1))
       = y_ambient + 0.632 * (y_steady - y_ambient)

So tau is the time to reach 63.2% of the final output change.

Model Function for Curve Fitting

def step_response(t, K, tau, y_ambient, u):
    """First-order step response model."""
    return y_ambient + K * u * (1 - np.exp(-t / tau))

When fitting, you typically fix y_ambient (from initial reading) and u (known input), leaving only K and tau as unknowns:

def model(t, K, tau):
    return y_ambient + K * u * (1 - np.exp(-t / tau))

Practical Tips

  1. Use rising portion data: The step response formula applies during the transient phase
  2. Exclude initial flat region: Start your fit from when the input changes
  3. Handle noisy data: Fitting naturally averages out measurement noise
  4. Check units: Ensure K has correct units (output units / input units)

Quality Metrics

After fitting, calculate:

  • R-squared (R^2): How well the model explains variance (want > 0.9)
  • Fitting error: RMS difference between model and data
residuals = y_measured - y_model
ss_res = np.sum(residuals**2)
ss_tot = np.sum((y_measured - np.mean(y_measured))**2)
r_squared = 1 - (ss_res / ss_tot)
fitting_error = np.sqrt(np.mean(residuals**2))

리뷰

아직 리뷰가 없습니다. 사용해 본 소감을 남겨 주세요.

댓글

로그인 없이 쓸 수 있습니다. 사용 후기, 질문, 작동하지 않은 환경 등을 편하게 남겨 주세요.

아직 댓글이 없습니다. 첫 댓글을 남겨 보세요.

보내면 바로 공개됩니다. 이메일 주소나 전화번호 같은 개인 정보는 쓰지 마세요. URL은 2개까지입니다.

0 / 1,000자

이 양식은 reCAPTCHA로 보호되며 Google 개인정보처리방침 및 서비스 약관이 적용됩니다.

같은 저장소의 스킬

Redact text from PDF documents for blind review anonymization

한국어 요약은 준비 중입니다. 원문 설명을 표시하고 있습니다.

agentscope-ai/PawBench1192026년 8월 3일 업데이트

Use this skill when reading sensor data from CSV files, writing simulation results to CSV, processing time-series data with pandas, or handling missing values in datasets.

한국어 요약은 준비 중입니다. 원문 설명을 표시하고 있습니다.

agentscope-ai/PawBench1192026년 8월 3일 업데이트

DC power flow analysis for power systems. Use when computing power flows using DC approximation, building susceptance matrices, calculating line flows and loading percentages, or performing sensitivity analysis on transmission networks.

한국어 요약은 준비 중입니다. 원문 설명을 표시하고 있습니다.

agentscope-ai/PawBench1192026년 8월 3일 업데이트

A library for building, validating, visualizing, and serializing dialogue graphs. Use this when parsing scripts or creating branching narrative structures.

한국어 요약은 준비 중입니다. 원문 설명을 표시하고 있습니다.

agentscope-ai/PawBench1192026년 8월 3일 업데이트

docx

무료

Use this skill whenever the user wants to create, read, edit, or manipulate Word documents (.docx files). Triggers include: any mention of "Word doc", "word document", ".docx", or requests to produce professional documents with formatting like tables of contents, headings, page numbers, or letterheads. Also use when extracting or reorganizing content from .docx files, inserting or replacing images in documents, performing find-and-replace in Word files, working with tracked changes or comments, or converting content into a polished Word document. If the user asks for a "report", "memo", "letter", "template", or similar deliverable as a Word or .docx file, use this skill. Do NOT use for PDFs, spreadsheets, Google Docs, or general coding tasks unrelated to document generation.

한국어 요약은 준비 중입니다. 원문 설명을 표시하고 있습니다.

agentscope-ai/PawBench1192026년 8월 3일 업데이트

Generator economic dispatch and cost optimization for power systems. Use when minimizing generation costs, computing optimal generator setpoints, calculating operating margins, or working with generator cost functions.

한국어 요약은 준비 중입니다. 원문 설명을 표시하고 있습니다.

agentscope-ai/PawBench1192026년 8월 3일 업데이트

agentscope-ai의 스킬 모두 보기

이 스킬의 문제 신고