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第三章 模型参考自适应控制系统

第三章 模型参考自适应控制系统. ■ 第一节 概述. ■ 第二节 模型参考自适应辨识. ■ 第三节 一阶系统的模型参考自适应控制. ■ 第四节 高阶系统的模型参考自适应控制. 第一节　概述. 3.1.1 模型参考自适应控制系统的结构. 3.1.2 MRAC 的设计问题. 3.1.1 模型参考自适应控制系统的结构. 参考模型. ＋. 干扰. －. ＋. 控制器. 被控对象. ＋. －. 内环. 外环. 自适应律. MRAC 结构图. 3.1.2 MRAC 的设计问题. 一、模型完全匹配的条件.

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Presentation Transcript

  1. 第三章 模型参考自适应控制系统 ■ 第一节概述 ■ 第二节模型参考自适应辨识 ■ 第三节一阶系统的模型参考自适应控制 ■ 第四节高阶系统的模型参考自适应控制

  2. 第一节　概述 3.1.1 模型参考自适应控制系统的结构 3.1.2MRAC的设计问题

  3. 3.1.1 模型参考自适应控制系统的结构

  4. 参考模型 ＋ 干扰 － ＋ 控制器 被控对象 ＋ － 内环 外环 自适应律 MRAC结构图

  5. 3.1.2MRAC的设计问题 一、模型完全匹配的条件

  6. 二、MRAC的几类设计方法 1、基于局部参数最优化理论的设计方法 参考模型 ＋ － 对象 自适应机构

  7. ＋ 自适应律 － “MIT”方案

  8. ＋ － MIT自适应控制系统 自适应律（5）式的实现： 优点： 信号易获取，自适应律易实现 ; 缺点： 不能保证稳定性，需进行稳定性分析和 校验。

  9. 2、基于Lyapunov稳定性理论的设计方法 参考模型 ＋ － 过程process 自适应控制

  10. 基本思路：根据系统的等效误差运动方程 ，找出 (构造)一个适当的Lyapunov函数，确定 自适应律，以保证 优点：可保证全局稳定，自适应速度快。 缺点：难以同时保证动态特性，V(x,t)难构造，常 用试探法寻找。

  11. 第二节　模型参考自适应辨识 3.2.1　 概述 3.2.2　 一阶系统的模型参考自适应辨识 3.2.3 一般高阶系统的模型参考自适应辨识 3.2.4 线性误差方程及其参数辨识算法

  12. 3.2.1 概 述 被辨识过程 － ＋ 可调模型 自适应辨识器

  13. 结构特点：MRAC的对偶系统，即将参考模型与可调 过程位置互换。 基本思想：同MARC设计思想，即通过自适应控制器 来调整模型使e(t)0，这样的模型就是我 们要辨识的结果。 ＊MRAC的结构具有对偶特点，它们既可用于自适应 模型跟随控制，也能用于自适应状态观测与辨识。

  14. 3.2.2 一阶系统的模型参考自适应 辨识 一、问题的提出

  15. － ＋ ＋ － 前馈 反馈 可调系统

  16. 二、 自适应律的推导

  17. 汇总公式.

  18. 三、自适应系统的结构 Fig2.2:自适应律的实现(1，2 ：自适应调整回路的增益) Fig2.3:自适应律的实现(整定 a0*, b0*,使正常时e(t)=0，自适应回路不起作用) Fig2.4:参数匹配时的等价反馈线路

  19. 3.2.3 一般高阶系统的模型参考自适应辨识 • 一、 辨识问题的提法 • 1、若干定义： • 首1多项式：复变量 的最高次项的系数1的多项式。 • Hurwitz多项式：稳定多项式，其根都在开左半 平面内。 • 稳定的：有理传递函数分母为Hurwitz多项式。 • 最小相位或逆稳的：有理传递函数为分子是Hurwitz 多项式。 • 非最小相位的或逆稳的：有理传递函数为分子不是Hurwitz多项式。 • 相对阶次：传递函数分母多项式的阶次与分子多项式阶次之差。

  20. 2、假定 被辨识对象： 参考模型： 参考输入：

  21. 二、辩识器的结构1、结构框图 － ＋ ＋ － 可调系统

  22. 通过前馈和反馈构成可调系统。

  23. 2、

  24. 3、 4、

  25. 5、

  26. － 可调系统

  27. 三、辨识算法

  28. 设计参数：

  29. 3.2.4 线性误差方程及其参数辨识算法

  30. 第三节　一阶系统的模型参考自适应控制 3.2.1 问题的提出 3.2.2 自适应律的推导 3.2.3　 自适应系统的结构

  31. 3.3.1 问题的提出

  32. － ＋ ＋ + 前馈 反馈 闭环可调系统

  33. 3.3.2自适应律的推导（基于lyapunov稳定理论设计）3.3.2自适应律的推导（基于lyapunov稳定理论设计）

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