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第九章自适应控制和鲁棒控制自适应控制是建立在系统数学模型参数未知的基础上，而且随着系统行为的变化，自适应控制也会相应的改变控制器的参数，以适应其特性的变化，保证整个系统的性能指标达到令人满意的结果。自适应控制开始于20世纪50年代，近年来随着控制理论与计算机技术的发展，自适应控制也得到了很大的发展，而且在工业生产过程中的应用也逐渐广泛。1一个自适应控制系统应至少包括下述三个部分：（1）具有一个测量或估计环节，能对过程和环境进行监视，并对测量数据进行分类以消除数据中噪声的能力。（2）具有衡量系统的控制效果好坏的性能指标，并且能够测量或计算性能指标，判断系统是否偏离最优状态。（3）具有自动调整控制规律活控制器参数的能力。实质上，自适应控制是辨识和控制技术的结合，一般框图如图9-1所示。2这类系统对环境条件或过程参数的变化用一些简单的方法辩识出来，控制算法亦很简单。在不少情况下，实际上是一种非线性控制系统或采用自整定调节器的控制系统。34控制决策控制器品质评价或参数估计过程r-uy图9-1自适应控制系统的一般框图自适应控制系统有：简单自适应控制系统，模型参考型自适应控制系统，自校正系统59.1简单自适应控制系统9.1.1依据偏差来自动调整控制算法6KsXf(e)

Gosyr_e图9-2依据偏差的简单自适应控制系统图如果采用PI算法，则：79.1.2自整定调节器8继电型自整定继电型自整定的基本思想是，在控制系统中设置两种模式：测试模式和控制模式。在测试模式下，用一个滞环宽度为，幅值为的继电器代替控制器（如图9-3a所示），利用其非线性，使系统处于等幅振荡（极限环）。测取系统的振荡周期和振幅，以便能利用临界比例度法的经验公式；在控制模式下，控制器使用整定后的参数，对系统的动态性能进行控制。如果对象特性发生变化，可重新进入测试模式，再进行测试，以求得新的整定参数。99-3(b)9-3(a)YEWSERIES-80自整定PID控制器10

9.2模型参考型自适应系统模型参考型自适应控制系统主要用于随动系统，一开始用于飞机的自动驾驶方面。11控制器参数调整参考模型过程r-emyymu内回路外回路图9-4模型参考型自适应控制系统输入r(t)一方面送到控制器，产生控制作用，对过程进行控制，系统的输出为y(t);另一方面送往参考模型，起输出为ym(t)，体现了预期品质的要求。把y(t)和ym(t)进行比较，其偏差送往自适应机构，进而改变控制器参数，使y(t)能够更好地接近ym(t)。目前设计自适应控制规律的方法有三种：参数优化法；基于李雅普诺夫稳定性理论方法；利用超稳定性来设计的方法。129.2.1参数优化方法该方法以20世纪60年代初期MIT为飞机自动驾驶而设计的MIT系统为代表，体现了这类系统的基本思想。1314实际过程参考模型参数调整Kcrymey(a)原理图输入r(t)一方面送入控制器Kc，产生控制作用u(t)，对过程产生控制，系统的输出为y(t)；另一方面送往参考模型，其输出ym(t)体现了

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