基于系统辨识的模型参考自适应控制

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1、《自动化与仪器仪表》2011年第3期（总第155期）*基于系统辨识的模型参考自适应控制摆玉龙，杨利君，柴乾隆(西北师范大学物理与电子工程学院甘肃兰州，730070)摘要：介绍了荷兰Twente大学控制工程系研发的先进控制实验平台的基本组成、功能和基于机电一体化设计软件20-sim。以先进控制演示仪为研究对象，在20-sim环境下建立了系统的图标化数学模型，并从理论上对模型作了降阶分析。根据系统辨识的模型参考自适应控制（MRAC）原理，编制了模型参考自适应和Lyapunov求解模块。采用线性二次型调节器为控制模块，构成了完整的先进控制演示仪的MRAC控制系统。该系统仿真结果显

2、示所建立的模型针对性强，可用于各种先进控制策略的仿真研究。关键词：先进控制实验；模型参考自适应控制系统；建模与仿真；20-sim软件Abstract:ThefundamentalconstructionandfunctionofadvancedcontrolexperimentalplatformdevelopedbyControlEngineeringGroupinUniversityofTwente(TheNetherlands)arebrieflyintroducedinthispaper.TotakeAdvancedControlDemonstratorsasthe

3、researchsubject,aniconmathematicalmodelofthesystemswasconstructedbasedonthemodelingandsimulationsoftware20-sim,thenthetheoreticallower-orderapproximationwasmadedirectly.Basedontheprincipalofmodelreferencecontrolsystems(MRAC)withsystemidentification,themodulusformodelreferenceadaptivecontro

4、landSolvingLyapunovaredevelopedhere.Moreover,aniconmodelofthedemonstratorsisformedintheenvironmentof20-sim.Moreover,thewholeAdvancedControlDemonstratorsMRACmodulesisconstructeddirectlybychoosingLinearQuadraticregulatorasthecontroller.Thesimulationresultsshowthesimplicityofthewholetheconstr

5、uctedmodules,anditprovidesanewwayinthesimulationresearchofadvancedcontroltheory.Keywords:AdvancedcontrolexperimentModelreferenceadaptivecontrolsystemsModelingandsimulation20-simsoftware中图分类号：TP273+.2文献标识码：A文章编号：1001-9227(2011)03-0023-040引言仿真软件20-sim中建立了模型参考自适应控制器、现代工业过程具有不确定性、耦合性强和非线性等Lyap

6、unov模块、状态滤波等模块，实现了基于系统辨识的特点，一般意义上的单回路PID控制并不能完全适用。先线性二次型模型参考自适应控制系统。针对模型参考自适进控制策略是针对工业应用过程中的新要求，即要求在线应控制，结果显示所构造的模块具有可移植性，可应用在计算能力强和对过程和环境的不确定性有一定适应能力更多不同的控制对象上，满足各类自适应控制的要求。的实用控制策略。从范畴上讲，先进控制包括预测控制、解耦控制、推理控制和自适应控制等,这些控制方式性能1先进控制演示仪优良但在目前的工业过程中使用很少，它引入目的是解决先进控制演示仪是荷兰Twente大学控制工程研究所[4]那些采用常

7、规控制但效果不好，甚至无法控制的复杂过程为研究各种智能控制策略而设计的。图1给出了先进控的控制问题。因此，先进控制策略在具体实施前需要在实制实验平台的组成结构图。实验平台包括先进控制演示验室做大量的仿真实验，以避免在现场试验中出现不安仪、实时Linux操作系统、带有20-sim编程软件的上位PC全、不经济的结果。文献[1]介绍了中国科技大学与燕山机等部分组成。演示仪通过直接加载由20-sim生成的程序[2]石化合作研发的内容包括化工过程对象的数学建模、对操代码，实现实时控制。还可利用20-sim中的3D动画功能，作