演示文稿模型參考自適應(yīng)控制

（優(yōu)選）模型參考自適應(yīng)控制當(dāng)前第1頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)第一節(jié)概述

MRAC的設(shè)計(jì)問題3.1.1模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)當(dāng)前第2頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)3.1.1模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)當(dāng)前第3頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)控制器被控對(duì)象參考模型自適應(yīng)律＋＋＋

－

－內(nèi)環(huán)外環(huán)干擾MRAC結(jié)構(gòu)圖當(dāng)前第4頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)一、模型完全匹配的條件

MRAC的設(shè)計(jì)問題當(dāng)前第5頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)參考模型對(duì)象自適應(yīng)機(jī)構(gòu)＋

－二、MRAC的幾類設(shè)計(jì)方法1、基于局部參數(shù)最優(yōu)化理論的設(shè)計(jì)方法當(dāng)前第6頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)

－＋自適應(yīng)律“MIT”方案當(dāng)前第7頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第8頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第9頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)自適應(yīng)律（5）式的實(shí)現(xiàn)：優(yōu)點(diǎn)：信號(hào)易獲取，自適應(yīng)律易實(shí)現(xiàn);缺點(diǎn)：不能保證穩(wěn)定性，需進(jìn)行穩(wěn)定性分析和校驗(yàn)。

－＋MIT自適應(yīng)控制系統(tǒng)當(dāng)前第10頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)參考模型自適應(yīng)控制過程process＋

－2、基于Lyapunov穩(wěn)定性理論的設(shè)計(jì)方法當(dāng)前第11頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)基本思路：根據(jù)系統(tǒng)的等效誤差運(yùn)動(dòng)方程，找出

(構(gòu)造)一個(gè)適當(dāng)?shù)腖yapunov函數(shù)，確定自適應(yīng)律，以保證優(yōu)點(diǎn)：可保證全局穩(wěn)定，自適應(yīng)速度快。缺點(diǎn)：難以同時(shí)保證動(dòng)態(tài)特性，V(x,t)難構(gòu)造，常用試探法尋找。當(dāng)前第12頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)第二節(jié)模型參考自適應(yīng)辨識(shí)一階系統(tǒng)的模型參考自適應(yīng)辨識(shí)3.2.3一般高階系統(tǒng)的模型參考自適應(yīng)辨識(shí)概述3.2.4線性誤差方程及其參數(shù)辨識(shí)算法當(dāng)前第13頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)被辨識(shí)過程自適應(yīng)辨識(shí)器可調(diào)模型＋

－3.2.1概述當(dāng)前第14頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：MRAC的對(duì)偶系統(tǒng)，即將參考模型與可調(diào)過程位置互換。

基本思想：同MARC設(shè)計(jì)思想，即通過自適應(yīng)控制器來調(diào)整模型使e(t)0，這樣的模型就是我們要辨識(shí)的結(jié)果。

＊MRAC的結(jié)構(gòu)具有對(duì)偶特點(diǎn)，它們既可用于自適應(yīng)模型跟隨控制，也能用于自適應(yīng)狀態(tài)觀測(cè)與辨識(shí)。當(dāng)前第15頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)一、問題的提出3.2.2一階系統(tǒng)的模型參考自適應(yīng)辨識(shí)當(dāng)前第16頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)

－＋＋

－可調(diào)系統(tǒng)前饋反饋當(dāng)前第17頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第18頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)二、自適應(yīng)律的推導(dǎo)當(dāng)前第19頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第20頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)匯總公式.當(dāng)前第21頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)Fig2.2:自適應(yīng)律的實(shí)現(xiàn)(1，2

：自適應(yīng)調(diào)整回路的增益)Fig2.3:自適應(yīng)律的實(shí)現(xiàn)(整定a0*,b0*

,使正常時(shí)e(t)=0，自適應(yīng)回路不起作用)Fig2.4:參數(shù)匹配時(shí)的等價(jià)反饋線路

三、自適應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)當(dāng)前第22頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)3.2.3一般高階系統(tǒng)的模型參考自適應(yīng)辨識(shí)一、辨識(shí)問題的提法

1、若干定義：

首1多項(xiàng)式：復(fù)變量的最高次項(xiàng)的系數(shù)1的多項(xiàng)式。Hurwitz多項(xiàng)式：穩(wěn)定多項(xiàng)式，其根都在開左半平面內(nèi)。穩(wěn)定的：有理傳遞函數(shù)分母為Hurwitz多項(xiàng)式。最小相位或逆穩(wěn)的：有理傳遞函數(shù)為分子是Hurwitz多項(xiàng)式。非最小相位的或逆穩(wěn)的：有理傳遞函數(shù)為分子不是Hurwitz多項(xiàng)式。相對(duì)階次：傳遞函數(shù)分母多項(xiàng)式的階次與分子多項(xiàng)式階次之差。當(dāng)前第23頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)2、假定被辨識(shí)對(duì)象：參考模型：參考輸入：當(dāng)前第24頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)

－＋＋

－可調(diào)系統(tǒng)二、辯識(shí)器的結(jié)構(gòu)

1、結(jié)構(gòu)框圖當(dāng)前第25頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)通過前饋和反饋構(gòu)成可調(diào)系統(tǒng)。當(dāng)前第26頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)2、當(dāng)前第27頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)3、4、當(dāng)前第28頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第29頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第30頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)5、當(dāng)前第31頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)可調(diào)系統(tǒng)

－當(dāng)前第32頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)

當(dāng)前第33頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)三、辨識(shí)算法當(dāng)前第34頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第35頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第36頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)設(shè)計(jì)參數(shù)：當(dāng)前第37頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)3.2.4線性誤差方程及其參數(shù)辨識(shí)算法當(dāng)前第38頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第39頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)第三節(jié)一階系統(tǒng)的模型參考自適應(yīng)控制3.2.1問題的提出3.2.2自適應(yīng)律的推導(dǎo)自適應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)當(dāng)前第40頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)3.3.1問題的提出當(dāng)前第41頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第42頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)

－＋＋

+閉環(huán)可調(diào)系統(tǒng)前饋反饋當(dāng)前第43頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第44頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)

自適應(yīng)律的推導(dǎo)（基于lyapunov穩(wěn)定理論設(shè)計(jì)）當(dāng)前第45頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第46頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第47頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第48頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第49頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第50頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第51頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)自適應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：正常結(jié)構(gòu)當(dāng)前第52頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)

－＋＋

－可調(diào)系統(tǒng)當(dāng)前第53頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)

－＋＋

－可調(diào)系統(tǒng)

－＋當(dāng)前第54頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)第四節(jié)高階系統(tǒng)的模型參考自適應(yīng)控制

控制問題的提法3.4.2控制器的結(jié)構(gòu)3.4.3自適應(yīng)控制的算法當(dāng)前第55頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)控制問題的提法當(dāng)前第56頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第57頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)

－＋可調(diào)系統(tǒng)前饋反饋

1、結(jié)構(gòu)框圖3.4.2控制器的結(jié)構(gòu)當(dāng)前第58頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第59頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)即經(jīng)適當(dāng)?shù)刃Ш螅蠄D可等效為下圖：

－＋＋可調(diào)系統(tǒng)前饋反饋＋不是唯一的！不是一個(gè)最小實(shí)現(xiàn)當(dāng)前第60頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第61頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第62頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第63頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第64頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第65頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第66頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)自適應(yīng)控制的算法當(dāng)前第67頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)參考模型控制器受控對(duì)象＋

－自適應(yīng)P(s)M-1(s)uypreiymrp當(dāng)前第68頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第69頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第70頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第71頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)當(dāng)前第72頁\共有77頁\編于星期二\11點(diǎn)2.輸出誤差自適應(yīng)控制

----此時(shí)的MRAC相當(dāng)于并聯(lián)形式的MRAC。

參考模型控制器受控對(duì)象

－自適應(yīng)機(jī)構(gòu)M(反饋)uypre0ymrp＋

－Ei