第1章自適應(yīng)控制概述

第一章概述教學(xué)目標(biāo)1.了解學(xué)習(xí)本課程學(xué)習(xí)的目的、意義及學(xué)習(xí)的方法特點(diǎn)2.掌握自適應(yīng)控制的基本概念3.掌握兩大類自適應(yīng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)4.了解自適應(yīng)控制的典型工程應(yīng)用5.了解自適應(yīng)控制的主要研究?jī)?nèi)容6.了解自適應(yīng)控制的發(fā)展動(dòng)向

1.1課程學(xué)習(xí)的目的、意義及學(xué)習(xí)方法特點(diǎn)

⑵學(xué)習(xí)方法特點(diǎn)：屬理論性很強(qiáng)的課程，課堂上公式推導(dǎo)較多，對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的要求較高，主要應(yīng)了解算法的設(shè)計(jì)思想或思路；涉及較多的先進(jìn)控制理論知識(shí)，主要包括系統(tǒng)辨識(shí)、隨機(jī)控制、最優(yōu)控制等。⑴目的及意義：了解自適應(yīng)控制的一些基本概念和設(shè)計(jì)方法，作為進(jìn)一步學(xué)習(xí)先進(jìn)控制理論的基礎(chǔ)知識(shí)，為將來(lái)的進(jìn)一步研究和學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。1.2傳統(tǒng)控制算法的局限性：1.假定:被控對(duì)象已知、系統(tǒng)是線性時(shí)不變的，研究對(duì)象模型為常微分方程或方程組

3.處理上述問(wèn)題的方式：當(dāng)作干擾2.實(shí)際工業(yè)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：

a.實(shí)際被控對(duì)象的獲取不易；

b.系統(tǒng)的非線性；d.干擾特性。

c.時(shí)變特性；自適應(yīng)控制的基本思想：

對(duì)象變，則系統(tǒng)變，算法變，自動(dòng)地適應(yīng)控制環(huán)境各種變化；使控制從必然王國(guó)走向自由王國(guó)。1.3自適應(yīng)控制的概念1.定義：

“一個(gè)自適應(yīng)控制系統(tǒng)必須提供出被控對(duì)象當(dāng)前狀態(tài)的連續(xù)信息，也就是要辨識(shí)對(duì)象，并用當(dāng)前系統(tǒng)的性能與期望的或最優(yōu)的性能相比較，并作出使系統(tǒng)趨向期望的或最優(yōu)的性能的決策。最后它必須對(duì)控制器進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚则?qū)使系統(tǒng)走向最優(yōu)狀態(tài)?！?/p>

1.3

自適應(yīng)控制的概念（續(xù)）2.三個(gè)基本構(gòu)成環(huán)節(jié)：①辨識(shí)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)或性能指標(biāo)的變化，以便精確地建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，或當(dāng)前的實(shí)際性能指標(biāo)；②綜合出一種控制策略或控制律，以便確保被控系統(tǒng)達(dá)到期望的性能指標(biāo)；③自動(dòng)地修正控制器參數(shù)以保證所綜合出的控制策略在被控對(duì)象上得到實(shí)現(xiàn)。1.3自適應(yīng)控制的概念（續(xù)）3.自適應(yīng)控制的實(shí)質(zhì)：

控制器的結(jié)構(gòu)或參數(shù)要隨控制環(huán)境的變化而自動(dòng)變化，本質(zhì)上為非線性的控制方法。4.廣義和狹義的自適應(yīng)控制：1.4具有被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型在線辨識(shí)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)1.基本結(jié)構(gòu)：

1.4具有被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型在線辨識(shí)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)(續(xù))2.自適應(yīng)的基本過(guò)程：在線辨識(shí)+最優(yōu)控制3.特點(diǎn)：離散模型、性能指標(biāo)、優(yōu)化算法1.5模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)1.基本結(jié)構(gòu)：

1.5模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)(續(xù))2.自適應(yīng)的基本過(guò)程：

根據(jù)模型與系統(tǒng)的偏差去優(yōu)化控制參數(shù)逼近參考模型

3.特點(diǎn)：連續(xù)模型模型化的性能指標(biāo)控制回路逼近模型（由優(yōu)化得到的控制律去改變控制參數(shù)）1.6典型工程應(yīng)用1自動(dòng)駕駛：（飛機(jī)、船舶）2導(dǎo)彈控制：3過(guò)程控制：4電力拖動(dòng)：5造紙、軋鋼控制：1.7主要研究?jī)?nèi)容1優(yōu)化算法：2模型辨識(shí)：3理論問(wèn)題：穩(wěn)定性（非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定）收斂性魯棒性1.8自適應(yīng)控制系統(tǒng)的