模型參考自適應(yīng)控制ppt課件.ppt

1、第三章 模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng), 第一節(jié)概述, 第三節(jié)一階系統(tǒng)的模型參考自適應(yīng)控制, 第四節(jié)高階系統(tǒng)的模型參考自適應(yīng)控制, 第二節(jié)模型參考自適應(yīng)辨識(shí),1,第一節(jié)概述,3.1.2 MRAC的設(shè)計(jì)問(wèn)題,3.1.1 模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),2,3.1.1 模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),3,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,4,一、模型完全匹配的條件,3.1.2MRAC的設(shè)計(jì)問(wèn)題,5,參考模型,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,6,7,8,9,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) ;

2、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)。,10,11,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。,12,第二節(jié)模型參考自適應(yīng)辨識(shí),3.2.2 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),3.2.1 概述,3.2.4 線性誤差方程及其參數(shù)辨識(shí)算法,13,被辨識(shí)過(guò)程,自適應(yīng)辨識(shí)器,可調(diào)模型,3.2.1 概 述,14,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(guò)程位置互換。 基本思

3、想：同MARC設(shè)計(jì)思想，即通過(guò)自適應(yīng)控制器 來(lái)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)。,15,一、問(wèn)題的提出,3.2.2 一階系統(tǒng)的模型參考自適應(yīng) 辨識(shí),16,17,18,二、 自適應(yīng)律的推導(dǎo),19,20,匯總公式.,21,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),22,3.2.3 一般高階系統(tǒng)的模型參考

4、自適應(yīng)辨識(shí),一、 辨識(shí)問(wèn)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。,23,2、假定 被辨識(shí)對(duì)象：,參考模型：,參考輸入：,24,可調(diào)系統(tǒng),二、辯識(shí)器的結(jié)構(gòu)1、結(jié)構(gòu)框圖,25,通過(guò)前饋和反饋構(gòu)成可調(diào)系統(tǒng)。,26,2、,27,3、,4、,28,29,30,5、,31,可調(diào)

5、系統(tǒng),32,33,三、辨識(shí)算法,34,35,36,設(shè)計(jì)參數(shù)：,37,3.2.4 線性誤差方程及其參數(shù)辨識(shí)算法,38,39,第三節(jié)一階系統(tǒng)的模型參考自適應(yīng)控制,3.2.1 問(wèn)題的提出,3.2.2 自適應(yīng)律的推導(dǎo),3.2.3 自適應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),40,3.3.1 問(wèn)題的提出,41,42,43,44,3.3.2自適應(yīng)律的推導(dǎo)（基于lyapunov穩(wěn)定理論設(shè)計(jì)）,45,46,47,48,49,50,51,3.3.3自適應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：正常結(jié)構(gòu),52,可調(diào)系統(tǒng),53,可調(diào)系統(tǒng),54,第四節(jié)高階系統(tǒng)的模型參考自適應(yīng)控制,3.4.1 控制問(wèn)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,55,3.4.1 控制問(wèn)題的提法,56,57,1、結(jié)構(gòu)框圖,3.4.2 控制器的結(jié)構(gòu),58,59,即經(jīng)適當(dāng)?shù)刃Ш?，上圖可等效為下圖：,60,61,62,63,64,65,66,3.4.3自適應(yīng)控制的算法,67,68,69,70,71,72,2.輸出誤差自適應(yīng)控制