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《系統(tǒng)辨識(shí)與自適應(yīng)控制第8章自適應(yīng)控制概論》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第8章自適應(yīng)控制概論8.1什么是自適應(yīng)控制系統(tǒng)8.1.1系統(tǒng)與控制在運(yùn)用系統(tǒng)理論分析研究各種現(xiàn)實(shí)問(wèn)題過(guò)程中，一般遵循4條基本原則。1）整體性原則2）結(jié)構(gòu)功能原則3）目的性原則第2部分自適應(yīng)控制4）最優(yōu)化原則圖8.1.1常規(guī)反饋控制系統(tǒng)原理框圖8.1.2常規(guī)反饋控制系統(tǒng)①控制器是固定的②已知數(shù)學(xué)模型③有一定的克服對(duì)象特性變化的能力8.1.3什么是“自適應(yīng)控制”圖8.1.2自適應(yīng)控制系統(tǒng)原理框圖1)控制器可調(diào)2)增加了自適應(yīng)回路3)適用對(duì)象計(jì)算機(jī)控制的過(guò)程：(a)開機(jī)，施加一定的控制(恒值PI
2、，或手動(dòng)控制)，檢測(cè)u(ih)和y(ih)，以構(gòu)造(8.1.16)和(8.1.17)式；(b)解(8.1.16)和(8.1.17)式,得和,進(jìn)而由(8.1.18)和(8.1.19)式獲得控制器參數(shù)Ti和K；(c)將控制器參數(shù)調(diào)整為Ti和K，并投入運(yùn)行。8.2為什么需要自適應(yīng)控制8.2.1常規(guī)控制不能滿足某些問(wèn)題的要求圖8.2.1具有非線性閥的常規(guī)反饋系統(tǒng)原理框圖8.2.2什么時(shí)候用自適應(yīng)控制圖8.2.2具有非線性閥的常規(guī)反饋系統(tǒng)在不同工作點(diǎn)的階躍響應(yīng)特性圖8.2.3兩軸機(jī)器人臂的角速度伺服系統(tǒng)
3、原理框圖圖8.2.4兩軸機(jī)器人臂的角速度伺服系統(tǒng)在不同慣性矩下的階躍響應(yīng)特性8.3自適應(yīng)控制的方案8.3.1增益程序(調(diào)度)控制(GainScheduling)圖8.3.1增益程序（調(diào)度）控制原理框圖8.3.2模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)MRAS(ModelReferenceAdaptiveControlSystem)圖8.3.2模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)MRAS原理框圖模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)MRAS的主要特點(diǎn)：①通過(guò)輸出誤差信號(hào)e(e=y0-y)可以直接表達(dá)控制的性能和質(zhì)量；②自適應(yīng)機(jī)構(gòu)不是明顯地去
4、獲得控制u驅(qū)動(dòng)被控過(guò)程，而是通過(guò)獲得一組控制器可調(diào)參數(shù)去驅(qū)動(dòng)；③設(shè)計(jì)主要針對(duì)輸出跟蹤問(wèn)題。模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)MRAS的主要優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：通常用模擬元件實(shí)現(xiàn)，速度快，實(shí)用價(jià)值明顯。缺點(diǎn)：理論基礎(chǔ)尚不完善（假設(shè)條件太強(qiáng)），考慮穩(wěn)定性的方法很多，但不明確哪種更好。8.3.3自校正控制STC(Slef-TuningControl)圖8.3.3自校正控制系統(tǒng)STC原理框圖值得注意的是自校正控制的主要特點(diǎn)：①這種系統(tǒng)的過(guò)程建模和控制設(shè)計(jì)都可視為自動(dòng)化的；②過(guò)程模型和控制設(shè)計(jì)在每個(gè)采樣周期中都要更
5、新一次；③強(qiáng)調(diào)這種控制器能自己校正自己的參數(shù)，以得到希望的閉環(huán)系統(tǒng)性能。自校正控制STC與模型參考自適應(yīng)控制MRAS的關(guān)系表現(xiàn)在：①都有兩個(gè)回路：內(nèi)回路—常規(guī)控制；外回路—自適應(yīng)；②MRAS源于確定性的伺服問(wèn)題；STC源于隨機(jī)調(diào)節(jié)問(wèn)題；③內(nèi)環(huán)外環(huán)的設(shè)計(jì)方法不同：如MRAS中調(diào)節(jié)器參數(shù)是直接更新，而STC中調(diào)節(jié)器參數(shù)是經(jīng)由參數(shù)估計(jì)和控制設(shè)計(jì)計(jì)算間接更新。8.3.4自整定PID(PIDAuto-tuner)8.4自適應(yīng)控制的設(shè)計(jì)和理論問(wèn)題8.4.1對(duì)控制器設(shè)計(jì)的基本要求8.4.2自適應(yīng)控制
6、器設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容8.4.3對(duì)自適應(yīng)控制的理解及主要理論問(wèn)題（1）隨機(jī)最優(yōu)控制設(shè)被控過(guò)程的數(shù)學(xué)模型用隨機(jī)離散-時(shí)間方程表示為：根據(jù)隨機(jī)最優(yōu)控制理論，要求出一個(gè)控制律使得它最小化下列損失函數(shù)：J=E[J](8.4.3)當(dāng)前的研究結(jié)果僅能對(duì)特定的控制系統(tǒng)求解，即(8.4.1)，(8.4.2)滿足條件：①G1,G2都是線性函數(shù)；②I是二次型目標(biāo)函數(shù)；③v,ω都是高斯分布的隨機(jī)向量序列。（2）對(duì)自適應(yīng)控制的理解根據(jù)上述討論，對(duì)自適應(yīng)控制可以有如下的基本認(rèn)識(shí)：①假設(shè)模型是自適應(yīng)控制的基礎(chǔ)；②總是與
7、假設(shè)模型的系數(shù)的不確定性有關(guān)；③是一種次最優(yōu)的方法。（3）自適應(yīng)控制的理論問(wèn)題主要包括3個(gè)方面，即穩(wěn)定性、參數(shù)收斂性和魯棒性。①穩(wěn)定性②參數(shù)收斂性③魯棒性
