自适应控制 课件.pdf

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1、自适应控制与应用本本课课程程在在控控制制学学科科中中的的地地位位控制专业理论知识结构40年代60年代初60年代末80年代初古典控制理论现代控制理论自适应控制智能控制第1章-第8章60年代60年代线性系统理论最优控制理论第9章第10章《自动控制原理》教材《自动控制原理》课程自适应控制与应用自适应控制与应用第一章自适应控制基本概念第二章模型参考自适应系统设计初步第三章用李亚普诺夫稳定性理论设计MRAC第四章用波波夫超稳定性理论设计MRAC第五章自校正技术及自校正控制器调节器的设计第六章极点配置的自校

2、正技术第一章第一章自适应控制的基本概念自适应控制的基本概念1-1自适应控制的产生1-2自适应控制的定义1-3自适应控制的基本原理1-4自适应控制系统的主要类型1-5自适应控制的应用第一章第一章自适应控制的基本概念自适应控制的基本概念1-1自适应控制的产生传统的控制系统设计方法，通常是首先建立被控对象的数学模型，然后根据所建数学模型的特性设计控制器（控制律），实施控制。为了要成功的设计一个控制系统，无论是常规的反馈控制系统还是最优控制系统，都必须要设计者事先知道被控对象的所有特征，及其结构和参数。

3、第一章第一章自适应控制的基本概念自适应控制的基本概念1-1自适应控制的产生设计都要求事先掌握被控对象或被控过程的数学模型。然而有些数学模型是很难事先确知的，或者由于种种原因,一些系统的数学模型会在运行过程中发生较大范围的变化,这就是说，设计者对系统的特性并不是完全掌控的，或者说系统的特性是不肯定的。在这些情况下，常规控制就往往达不到预定的控制要求。第一章第一章自适应控制的基本概念自适应控制的基本概念1-1自适应控制的产生许多控制对象的数学模型随着时间或工作环境的改变而发生变化，而变化规律往往事先

4、不知道。引起被控对象特性发生变化的主要原因有:（1）由于系统所处环境的变化而引起的被控对象的参数值的变化。例如：第一章第一章自适应控制的基本概念自适应控制的基本概念1-1自适应控制的产生许多控制对象的数学模型随着时间或工作环境的改变而发生变化，而变化规律往往事先不知道。引起被控对象特性发生变化的主要原因有:（1）由于系统所处环境的变化而引起的被控对象的参数值的变化。（2）系统本身由于工作情况的变化而引起自身参数值的改变.第一章第一章自适应控制的基本概念自适应控制的基本概念1-1自适应控制的产生当

5、被控对象的数学模型参数在小范围内变化时，可用一般的反馈控制、最优控制或补偿控制等方法使得系统对外部的扰动或内部参数的小范围变动不很敏感，以达到预期性能。而当被控对象的数学模型参数在大范围内变化时，上述方法就不能圆满解决问题了，为了使控制对象的参数在大范围变化时，系统仍能自动的工作于最优或次优状态，因而提出了自适应控制的问题。第一章第一章自适应控制的基本概念自适应控制的基本概念1-1自适应控制的产生自适应控制也是一种反馈控制，但它不是一般的系统状态反馈或系统输出反馈，而是一种比较复杂的反馈控制，所

6、以，自适应控制的设计比一般的反馈控制要复杂很多。第一章第一章自适应控制的基本概念自适应控制的基本概念1-1自适应控制的产生1-2自适应控制的定义1-3自适应控制的基本原理1-4自适应控制系统的主要类型1-5自适应控制的应用第一章第一章自适应控制的基本概念自适应控制的基本概念1-2自适应控制的定义自适应的主要思路：随机应变，以变制变直观地讲，自适应控制器应当是这样一种控制器，它能修正自己的特性以适应对象和扰动的动态特性的变化。自适应控制的研究对象是具有一定程度不确定性的系统，这里所谓的“不确定性”

7、是指描述被控对象及其环境的数学模型不是完全确定的，其中包含一些未知因素和随机因素。第一章第一章自适应控制的基本概念自适应控制的基本概念1-2自适应控制的定义目前，关于自适应控制有许多不同的定义，不同的学者根据各自的观点，提出了自己的有关自适应控制的定义，其定义仍然是一个有很大争议的问题，下面列举一些比较流行的自适应控制系统的定义：1.其中含义最广泛的，是1961年特鲁克萨而Truxal所提出的定义：即“任何按自适应观点设计的物理系统均为自适应系统”。按照这个定义，许多控制系统都可包括在自适应系统

8、这一范畴内。第一章第一章自适应控制的基本概念自适应控制的基本概念1-2自适应控制的定义比如：喷气式飞机的燃料控制是采用温度补偿的，那么它也可以算是自适应系统，然而，实际上它属于常规反馈控制。因为它对系统的参数改变不是根据当时的特性、性能和参数变动的实际情况做出决策的，而是实现确定下来的，不符合测量辨识，决策改造的过程。第一章第一章自适应控制的基本概念自适应控制的基本概念1-2自适应控制的定义1962年Gibson提出了一个比较具体的自适应控制的定义：一个自适应控制系统必须提供出被控对象的当前状态