基于无模型理论的自适应技术研究

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1、哈尔滨理工大学工学硕士学位论文基于无模型理论的自适应技术研究摘要目前工业过程控制中应用的控制器，绝大多数是从上世纪40年代发展起来的经典PID调节器及其变种，这种控制器设计的基本思想是基于线性系统结构的，尽管在许多应用系统中能够保证稳定性，但是常常难以保证控制精度，参数适应性差，难以克服未知强非线性和强扰动的作用．近年来现代控制理论得到很大发展，但是由于大量实际被控对象给不出合适的数学模型，现代控制理论在许多应用场合遇到了困难．因此面向工业过程的特点，寻找各种对模型要求低、在线计算方便、控制综合效果好的控制方法和算法，具有重

2、要的理论意义和应用价值．无模型自适应控制器是一种兼有现代控制理论与经典PID的优点，不依赖被控对象的数学模型，保证系统闭环稳定性，控制效果良好，算法简单的新型控制器．本文从介绍系统的新的控制方法入手，研究了无模型控制方法的设计问题和具体改进方法．将跟踪微分器加入到无模型自适应控制器中，结合跟踪微分器与无模型自适应控制器的优点，设计出一种适合于诸如非线性、大时滞、时变、强耦合等复杂系统的控制器，该控制器利用跟踪微分器安捧过渡过程，实现了对强干扰、大时滞系统的快速、无超调控制．文中进行了该组合控制器与非线性PID控制器的对比仿真

3、研究，直观的看出了该控制器的优点，并从理论上分析说明了这种优点的机理．从参数优化方面简单介绍了无模型控制器在工业上的应用．关键词无模型自适应控制器；跟踪微分器；过渡过程；大时滞系统；无超调控制：至至耋三銮：三：璧圭：竺兰兰：ASTUDYOFADAPT【VETECHNOLOGYBASEDONMODEL—FREETHEORYAbstractAtpresent,thecontrollersusedinindustrialprocesscontrolaremostlyclassicalPIDregulatorswhichwercde

4、velopedinthe1940s．Thebasicideaofdesigningthiskindofcontrollersisbasedoillinearsystemconstruction．Despiteofgenerallyensuringstabilityinmanyappliedsystems,thisdesigncannotguaranteecontrolprecisionandparameteradaptabilityispoor．Itcannotovercomeunknownstrongnonlinearin

5、fluenceanddisturbedeffec屯Moderncontroltheoryhasbeendevelopedgreatlyinrecentyears,butitmeetsdifficultiesonmanyapplyingoccasions，formanymathematicalmodelsofcontrolledobjectscannotbesuitablygiven．Therefore，itisofgreattheoreticalsignificanceandapplicablevaluetof'mdoutv

6、ariouscontrolmethodsandalgorithmscombiningwiththecharacteristicsofindustrialprocess．Thesecontrolmethodsandalgorithms11"esupposedtohavelowdemandtomodels，computesimplyon·line,andarewithbettfrcomprehensivecontroleffect．Model·freecontrolalgorithmandcontrollerareanewkin

7、dofcontroller,whichcombinesmoderncontroltheorieswithclassicalPID．Theya∞independentofthemathematicalmodelofcontrolledobjects，andcant}nsugethestabilityofclosed-loopsystem；theyarewithfinecontroleffectandthealgorithmissimple．Thepaperintroducesthenewcontrolmethodsandcon

8、ductsaresearchonthedesignproblemsandconcreteimprovementmethodsofmodel-freecontr01．Itpresentsthatbycombiningtrackingdifferentiatorwithmodel-freead