文档介绍：第三章自适应控制
一、控制策略的选择
开环控制
一般闭环控制:适合于输入输出关系固定,为使输出精确跟踪其期望值
最优控制:线性时不变系统,输入输出关系固定,提高控制系统质量、降低代价
自适应控制:输入输出关系大体上确定,参数会发生较大的变化
变结构控制:输入输出关系大体上确定,参数会发生较大的变化,甚至结构也发生变化。
二、自适应控制的定义
自适应控制系统是这样一种系统:当运行条件不确定或随时间变化时,在控制期间,它能根据对被控对象I/O量的在线观测所积累的信息实施有效的控制,通过修改系统结构中的有关参数或控制作用,从而使系统处于规定的(一般接近最优的)状态
三、自适应控制的基本原理
根据被控对象的I/O信息对对象的参数或性能指标连续地或周期地进行在线辩识,然后根据所获得的信息按一定的评价系统优劣的性能准则,判断和决定所需的控制器参数或所需要的控制信号,最后通过修正装置实现这项控制决策,使系统趋向所期望的性能。
三、自适应控制的基本原理
决策机构
控制器
控制对象
辨识装置
期望的性能指标
输入
输出
修正机构
环境条件
三、自适应控制的基本原理
实施的步骤:
<1>选择适合的性能指标
<2>设计和实施自适应控制
* 辩识被控对象的特性
* 在辩识的基础上作出控制决策
*按照决策对可调系统进行修正
前提:被控对象的特性或参数的变化,相比于自适应的动态过程来说是十分缓慢的。
四、自适应控制系统的主要类型
模型参考自适应控制系统
自校正控制系统
五、模型参考自适应控制系统
前馈调节器
参考模型
反馈调节器
被控对象
自适应机构
输入
输出
结构:内环:调节器+控制对象
外环:参考模型+自适应机构
五、模型参考自适应控制系统
工作原理:以参考模型的输出Ym(t)代表系统所希望的动态响应,即系统性能指标。当被控对象由于外界环境或工作状态的改变使其运行特性偏离最优轨线,则被控对象的输出Yp (t)与Ym (t)比较,产生广义误差e (t) ,e (t)通过自适应机构,根据自适应律产生反馈作用,去修正调节器参数或产生一个辅助的控制信号,作用于可调系统,从而促使可调系统的输出Yp (t)与参考模型的输出Ym (t)相一致,使广义误差e (t)趋向于0。
六、自校正控制系统
前馈调节器
控制对象
调节器参数
设计计算机
参数辨识器
反馈调节器
结构:内环:被控对象+调节器
外环:参数辩识器+调节器参数设计计算机
六、自校正控制系统
工作原理:首先对被控对象的参数进行在线辩识,根据辩识结果进行调节器参数的选择计算,然后根据最新选择设计的参数对调节器进行修正,从而使对象在参数受到扰动时,运行性能仍然保持最优或接近最优。