freedomhit

自适应控制系统基本特征

0
阅读(6888)

 

一个自适应控制系统必然具有三个基本特征:

(1)过程信息的在线积累 在线积累过程信息的目的,是为了降低受控系统原有的不定性。为此可用系统辨识的方法在线辨识受控系统的结构和参数,直接积累过程信息;也可通过量测能反映过程状态的某些辅助变量,间接积累过程信息。在系统辨识中,结构辨识比参数估计困难得多。

(2) 可调控制器 可调控制器是指它的结构、参数或信号可以根据性能指标要求进行自动调整。这种可调性要求是由受控系统的不定性决定的,否则就无法对过程实现有效的控制。

(3) 性能指标的控制 性能指标的控制可分为开环控制方式和闭环控制方式两种。若与过程动态相关联的辅助变量可测,而且此辅助变量与可调控制器参数之间的关系又可根据物理学的知识和经验导出,这时就可通过此辅助变量直接调整可调控制器,以期达到预定的性能指标。这就是性能指标的开环控制,它的特点是没有根据系统实际达到的性能指标再作进一步的调整。与开环控制方式不同,在性能指标的闭环控制中,还要获取实际性能与预定性能之间的偏差信息,将其反馈后修改可调控制器,直到实际性能达到或接近预定性能为止。

如何提高控制系统的自适应速度,如何优化自适应控制的过程以及如何既能保证性能而又简化算法是自适应控制的一个重要问题。在其算法的研究中主要是控制策略的参数化问题;它通常研究的问题是如下三个方面:如何使控制结构尽可能的简单;怎样减少对系统所要求的先验知识以及尽可能的使系统所要求的先验知识有其物理意义;如何减少要辨识的参数的个数。

从参数估计的角度,自适应控制分为间接自适应控制和直接自适应控制。在间接自适应控制系统中,控制对象的参数被实时估计,并通过解Diophantine方程计算出控制器的参数应用于下一时刻的控制规律中。直接自适应控制的核心思想是将估计模型按控制器的参数重新参数化,它不需要解Diophantine方程而直接在线估计控制器参数以及其它附加参数。相比较而言,间接自适应控制虽然估计参数较少,但是需要在线解Diophantine方程;而直接自适应控制器的计算相对简单,可以提供更快的自适应调节。因此更加适合实时地控制对象。由于本课题的被控对象传递函数的特点,重新参数化比较简单。所以拟定选用直接自适应控制方法设计给予确定性等价准则的传统自适应极点配置控制器,并在此基础上设计谨慎和双重特性的修正。