第五章模型参考自适应控制系统;
;图5.2含有参考模型的自适应控制系统;;比较图5.1和图5.2,可以看到线性模型跟踪控制系统与线性观测器之间存在着相似性,尽管它们目的不同,但它们结构却相似:在两种情况中,都含有两个子系统;一个真实的对象和一个人为构造的模型。两种情况都要求两个状态矢量具有相似的动态性能。为了达到这一目的,状态矢量或输出矢量之差被用来作为主要的信息来源
;一、模型参考自适应系统的结构类型
;2)串并联模型参考自适应系统;3)串联模型参考自适应系统;二、模型参考自适应系统的构成;按照参考模型、可调系统以及自适应机构的实现方式,模型参考自适应系统也可以分为连续型、离散型和混合型
从参考模型的种类上,可分为理想模型参考自适应控制和可调模型参考自适应控制;
;按照年代先后出现的次序,理想模型参考
自适应系统的设计基本理论有以下三种:
1、局部参数最优化理论
2、李雅普诺夫函数
3、超稳定性与正性概念
;为了减少设计和实现中的困难,做如下假设:
1)参考模型是时不变系统
2)参考模型和可调模型是线性的,有时为了分析方便,还假设它们的阶次相同
3)广义误差可测
4)在自适应控制过程中,可调参数或辅助信号仅依赖于自适应机构
假设4)意味着自适应速度应大于被控对象参数的变化速
度,否则就不可能实现渐近自适应;5.1局部参数最优化的设计方法;在MIT律中,常用到误差的二次型目标函数,在单变量情况下,大多采用误差平方积分的目标函数,为使目标函数达到最小的参数最优化的常用方法有:最速下降法,牛顿-拉富逊(Newton-Raphson)法,共轭梯度法和变尺度法等,其中最速下降法比较简单
;在应用局部参数最优化设计方法时,除了前面
的假设外,还要附加另外两条假设:
5)可调系统参数已位于参考模型参数的某
个邻域内;
6)可调参数的调节速度低,即自适应增益
假设5)是MIT律自身能力限制的。假设6)是为了
从广义误差测量中将参数调节作用与指令输入
信号的作用分离出来所必须的
;;具有可调增益的MIT方案;;;;;
;;;MIT控制方案的实现图;
;
;;;
;
;
;;;5.2李雅普诺夫稳定性理论设计法;二、稳定性的一般概念及定义;
;三、李雅普诺夫函数与第二方法;;
;四、李雅普诺夫稳定定理;;五、线性时不变系统稳定定理;;
;;
;
;;;;六、基于状态空间方程的设计;;自适应控制系统结构图;
;
;;;
;
;
;
;
;;
;
;;
;
;系统结构图;此时系统的稳定性已有保证,不必对其稳
定性进行分析。另外,与MIT设计方法相
比较,其区别仅表现在结构上,若将MIT
设计的方案中加在乘法器输入端的信号ym
改为期望输入信号r,便可实现用李雅普
诺夫稳定性理论设计的自适应控制律
;;
;
;
;自适应控制系统结构图;;;谢谢聆听!