第三章 模型参考自适应控制系统.ppt

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1、第三章 模型参考自适应控制系统, 第一节 概述, 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, 第二节 模型参考自适应辨识,第一节 概述,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,3.1.1 模型参考自适应控制系统的结构,控制器,被控对象,参考模型,自适应律,内环,外环,干扰,MRAC结构图,一、模型完全匹配的条件,3.1.2 MRAC的设计问题,参考模型,对象,自适应机构,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,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，

2、需进行稳定性分析和校验。,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。,第二节 模型参考自适应辨识,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,3.2.1 概述,3.2.4 线性误差方程及其参数辨识算法,被辨识过程,自适应辨识器,可调模型,3.2.1 概 述,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

3、)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。,一、问题的提出,3.2.2 一阶系统的模型参考自适应 辨识,二、 自适应律的推导,汇总公式.,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,三、自适应系统的结构,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

4、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。,2、假定 被辨识对象：,参考模型：,参考输入：,可调系统,二、辩识器的结构 1、结构框图,通过前馈和反馈构成可调系统。,2、,3、,4、,5、,可调系统,三、辨识算法,设计参数：,3.2.4 线性误差方程及其参数辨识算法,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,3.3.1 问题的提出,3.3.2 自适应律的推导（基于lyapunov稳定理论设计）,3.3.3 自适应系统的结构：正常结构,可调系统,可调系统,第四节 高阶系统的模型参考自适应控制,3.4.1 控制问题的提法,3.4.2 控制器的结构,3.4.3 自适应控制的算法,3.4.1 控制问题的提法,1、结构框图,3.4.2 控制器的结构,即经适当等效后，上图可等效为下图：,3.4.3 自适应控制的算法,2.输出误差自适应控制 -此时的MRAC相当于并联形式的MRAC。,如果引入L(s)=s+a,只要适当选择a,可使M(s)L(s)为正严格 修改误差模型为：,