模型参考自适应控制ppt课件.ppt
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,1,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,2,3.1.1 模型参考自适应控制系统的结构,3,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,4,一、模型完全匹配的条件,3.1.2MRAC的设计问题,5,参考模型,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,6,7,8,9,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。,10,11,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。,12,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,13,被辨识过程,自适应辨识器,可调模型,3.2.1 概 述,14,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)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。,15,一、问题的提出,3.2.2 一阶系统的模型参考自适应 辨识,16,17,18,二、 自适应律的推导,19,20,汇总公式.,21,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,22,3.2.3 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。,23,2、假定被辨识对象：,参考模型：,参考输入：,24,可调系统,二、辩识器的结构1、结构框图,25,通过前馈和反馈构成可调系统。,26,2、,27,3、,4、,28,29,30,5、,31,可调系统,32,33,三、辨识算法,34,35,36,设计参数：,37,3.2.4 线性误差方程及其参数辨识算法,38,39,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,40,3.3.1 问题的提出,41,42,43,44,3.3.2自适应律的推导（基于lyapunov稳定理论设计）,45,46,47,48,49,50,51,3.3.3自适应系统的结构：正常结构,52,可调系统,53,可调系统,54,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,55,3.4.1 控制问题的提法,56,57,1、结构框图,3.4.2 控制器的结构,58,59,即经适当等效后，上图可等效为下图：,60,61,62,63,64,65,66,3.4.3自适应控制的算法,67,68,69,70,71,72,2.输出误差自适应控制 -此时的MRAC相当于并联形式的MRAC。,73,74,75,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：,76,77,78,
