演示文稿模型参考自适应控制

（优选）模型参考自适应控制当前第1页\共有77页\编于星期二\11点第一节概述

MRAC的设计问题3.1.1模型参考自适应控制系统的结构当前第2页\共有77页\编于星期二\11点3.1.1模型参考自适应控制系统的结构当前第3页\共有77页\编于星期二\11点控制器被控对象参考模型自适应律＋＋＋

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－内环外环干扰MRAC结构图当前第4页\共有77页\编于星期二\11点一、模型完全匹配的条件

MRAC的设计问题当前第5页\共有77页\编于星期二\11点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当前第6页\共有77页\编于星期二\11点

－＋自适应律“MIT”方案当前第7页\共有77页\编于星期二\11点当前第8页\共有77页\编于星期二\11点当前第9页\共有77页\编于星期二\11点自适应律（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。

－＋MIT自适应控制系统当前第10页\共有77页\编于星期二\11点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当前第11页\共有77页\编于星期二\11点基本思路：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。当前第12页\共有77页\编于星期二\11点第二节模型参考自适应辨识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概述3.2.4线性误差方程及其参数辨识算法当前第13页\共有77页\编于星期二\11点被辨识过程自适应辨识器可调模型＋

－3.2.1概述当前第14页\共有77页\编于星期二\11点

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。当前第15页\共有77页\编于星期二\11点一、问题的提出3.2.2一阶系统的模型参考自适应辨识当前第16页\共有77页\编于星期二\11点

－＋＋

－可调系统前馈反馈当前第17页\共有77页\编于星期二\11点当前第18页\共有77页\编于星期二\11点二、自适应律的推导当前第19页\共有77页\编于星期二\11点当前第20页\共有77页\编于星期二\11点汇总公式.当前第21页\共有77页\编于星期二\11点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、自适应系统的结构当前第22页\共有77页\编于星期二\11点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。当前第23页\共有77页\编于星期二\11点2、假定被辨识对象：参考模型：参考输入：当前第24页\共有77页\编于星期二\11点

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－可调系统二、辩识器的结构

1、结构框图当前第25页\共有77页\编于星期二\11点通过前馈和反馈构成可调系统。当前第26页\共有77页\编于星期二\11点2、当前第27页\共有77页\编于星期二\11点3、4、当前第28页\共有77页\编于星期二\11点当前第29页\共有77页\编于星期二\11点当前第30页\共有77页\编于星期二\11点5、当前第31页\共有77页\编于星期二\11点可调系统

－当前第32页\共有77页\编于星期二\11点

当前第33页\共有77页\编于星期二\11点三、辨识算法当前第34页\共有77页\编于星期二\11点当前第35页\共有77页\编于星期二\11点当前第36页\共有77页\编于星期二\11点设计参数：当前第37页\共有77页\编于星期二\11点3.2.4线性误差方程及其参数辨识算法当前第38页\共有77页\编于星期二\11点当前第39页\共有77页\编于星期二\11点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自适应律的推导自适应系统的结构当前第40页\共有77页\编于星期二\11点3.3.1问题的提出当前第41页\共有77页\编于星期二\11点当前第42页\共有77页\编于星期二\11点

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+闭环可调系统前馈反馈当前第43页\共有77页\编于星期二\11点当前第44页\共有77页\编于星期二\11点

自适应律的推导（基于lyapunov稳定理论设计）当前第45页\共有77页\编于星期二\11点当前第46页\共有77页\编于星期二\11点当前第47页\共有77页\编于星期二\11点当前第48页\共有77页\编于星期二\11点当前第49页\共有77页\编于星期二\11点当前第50页\共有77页\编于星期二\11点当前第51页\共有77页\编于星期二\11点自适应系统的结构：正常结构当前第52页\共有77页\编于星期二\11点

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－可调系统当前第53页\共有77页\编于星期二\11点

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－可调系统

－＋当前第54页\共有77页\编于星期二\11点第四节高阶系统的模型参考自适应控制

控制问题的提法3.4.2控制器的结构3.4.3自适应控制的算法当前第55页\共有77页\编于星期二\11点控制问题的提法当前第56页\共有77页\编于星期二\11点当前第57页\共有77页\编于星期二\11点

－＋可调系统前馈反馈

1、结构框图3.4.2控制器的结构当前第58页\共有77页\编于星期二\11点当前第59页\共有77页\编于星期二\11点即经适当等效后，上图可等效为下图：

－＋＋可调系统前馈反馈＋不是唯一的！不是一个最小实现当前第60页\共有77页\编于星期二\11点当前第61页\共有77页\编于星期二\11点当前第62页\共有77页\编于星期二\11点当前第63页\共有77页\编于星期二\11点当前第64页\共有77页\编于星期二\11点当前第65页\共有77页\编于星期二\11点当前第66页\共有77页\编于星期二\11点自适应控制的算法当前第67页\共有77页\编于星期二\11点参考模型控制器受控对象＋

－自适应P(s)M-1(s)uypreiymrp当前第68页\共有77页\编于星期二\11点当前第69页\共有77页\编于星期二\11点当前第70页\共有77页\编于星期二\11点当前第71页\共有77页\编于星期二\11点当前第72页\共有77页\编于星期二\11点2.输出误差自适应控制

----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