模型参考自适应控制.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3.1.2MRAC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3.1.2MRAC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“MIT”方案自适应律（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。－＋

2、MIT自适应控制系统参考模型自适应控制过程process＋－2、基于Lyapunov稳定性理论的设计方法基本思路：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MAR

3、C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。一、问题的提出3.2.2一阶系统的模型参考自适应辨识－＋＋－可调系统前馈反馈二、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

4、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。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

5、.2.3自适应系统的结构3.3.1问题的提出－＋＋+闭环可调系统前馈反馈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－＋可调系统前馈反馈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：－＋＋可调系统前馈反馈＋不是唯一的！不是一个最小实现3.4.3自适应控制的算法参考模型控制器受控对象＋－自适应P(s)M-1(s)uypreiymrp2.输出误差自适应

6、控制----此时的MRAC相当于并联形式的MRAC。参考模型控制器受控对象－自适应机构M(反馈)uypre0ymrp＋－Ei=rp-rr虚构rp参考输入SPR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：