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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 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 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 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