船舶运动自适应滑模控制(沈智鹏著)PPT模板
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自适应控制参考文献1.K.J. Astrom and B. Wittenmark, “Adaptive Control”, Addison Wesley, 1989.2.K.S. Narendra and A.M. Annaswamy, “Stable Adaptive Systems”, Prentice-Hall,1989.3.G.C. Goodwin and K.S. Sin, “Adaptive Filtering, Prediction and Control”,Prentice, 1984.4.韩曾晋,自适应控制,清华大学出版社,19955.J. E. Slotine and Weiping Li, Applied nonlinear control, Prentice-Hall, 19916.谢克明,现代控制理论基础,北京工业大学出版社7.侯忠生,非参数模型及其自适应控制理论,科学出版社,19991 绪论(自适应控制的基本概念和基本原理)1.1 为什么要用自适应控制在一些控制任务中,例如机器人控制,在控制运行的初始阶段,被控系统通常都具有参数不确定性。
除非这样的不确定性通过自适应或估计机制逐渐减少,否则它们将使控制系统变得不精确和不稳定。
任何一个实际系统都具有不同程度的不确定性。
例如负载扰动、海浪和阵风的扰动等。
此外还有一些量测噪声。
面对这些客观存在的各式各样的不确定性,如何设计适当的控制作用,使得某一指定的性能指标达到并保持最优或近似最优,这就是自适应控制所要研究和解决问题图1:运送不确定质量载荷的机器人例1.1:机器人操作柄的控制如图所示,机器人要运送不同尺寸、重量和惯性参数的载荷。
如果采用常数增益的控制器,机器人的运动可能就变得不精确,甚至不稳定。
例2:航海控制的自动导航系统航海系统的动态性受到许多不确定参数的影响,例如水深、船的载荷、风力风向以及海浪等。
我们可以用自适应控制来取得较好的控制性能,避免使用额外的方向舵带来的能量损耗。
自适应控制与应用自适应控制与应用第一章自适应控制基本概念第二章模型参考自适应系统设计初步第三章用李亚普诺夫稳定性理论设计MRAC第四章用波波夫超稳定性理论设计MRAC第五章自校正技术及自校正控制器调节器的设计第六章极点配置的自校正技术第一章自适应控制的基本概念1-1 自适应控制的产生1-2自适应控制的定义1-3 自适应控制的基本原理1-4 自适应控制系统的主要类型1-5自适应控制的应用1-1 自适应控制的产生传统的控制系统设计方法,通常是首先建立被控对象的数学模型,然后根据所建数学模型的特性设计控制器(控制律),实施控制。
为了要成功的设计一个控制系统,无论是常规的反馈控制系统还是最优控制系统,都必须要设计者事先知道被控对象的所有特征,及其结构和参数。
1-1 自适应控制的产生设计都要求事先掌握被控对象或被控过程的数学模型。
然而有些数学模型是很难事先确知的,或者由于种种原因,一些系统的数学模型会在运行过程中发生较大范围的变化,这就是说,设计者对系统的特性并不是完全掌控的,或者说系统的特性是不肯定的。
在这些情况下,常规控制就往往达不到预定的控制要求。
引起被控对象特性发生变化的主要原因有:(1)由于系统所处环境的变化而引起的被控对象的参数值的变化。
1-1 自适应控制的产生许多控制对象的数学模型随着时间或工作环境的改变而发生变化,而变化规律往往事先不知道。
例如:引起被控对象特性发生变化的主要原因有:(1)由于系统所处环境的变化而引起的被控对象的参数值的变化。
1-1 自适应控制的产生许多控制对象的数学模型随着时间或工作环境的改变而发生变化,而变化规律往往事先不知道。
(2)系统本身由于工作情况的变化而引起自身参数值的改变.1-1 自适应控制的产生当被控对象的数学模型参数在小范围内变化时,可用一般的反馈控制、最优控制或补偿控制等方法使得系统对外部的扰动或内部参数的小范围变动不很敏感,以达到预期性能。
而当被控对象的数学模型参数在大范围内变化时,上述方法就不能圆满解决问题了,为了使控制对象的参数在大范围变化时,系统仍能自动的工作于最优或次优状态,因而提出了自适应控制的问题。