模型參考適應(yīng)控制系統(tǒng)
[拼音]:moxing cankao shiying kongzhi xitong
[外文]:model reference adaptive control systems
包含有理想系統(tǒng)模型并能以模型的工作狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)自行調(diào)整參數(shù)的適應(yīng)控制系統(tǒng),簡(jiǎn)稱模型參考系統(tǒng)。這種適應(yīng)控制系統(tǒng)已有較成熟的分析綜合理論和方法。模型參考適應(yīng)控制系統(tǒng)最初是為設(shè)計(jì)飛機(jī)自動(dòng)駕駛儀而提出的,初期階段由于技術(shù)上的困難而未能得到廣泛應(yīng)用。隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,這種系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)已較容易。模型參考適應(yīng)控制技術(shù)已在飛機(jī)自動(dòng)駕駛儀、艦船自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、光電跟蹤望遠(yuǎn)鏡隨動(dòng)系統(tǒng)、可控硅調(diào)速系統(tǒng)和機(jī)械手控制系統(tǒng)等方面得到應(yīng)用。
結(jié)構(gòu)和工作原理
圖1是說(shuō)明模型參考適應(yīng)控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)和工作原理的示意圖。其中,參考模型是一個(gè)具有固定結(jié)構(gòu)和恒定參數(shù)的理想系統(tǒng)。在系統(tǒng)的參考輸入作用下,模型的輸出被規(guī)定為系統(tǒng)的受控對(duì)象所應(yīng)具有的理想輸出。由于外界干擾和內(nèi)部的隨機(jī)變化(參數(shù)漂移等),受控對(duì)象的實(shí)際輸出與理想輸出之間會(huì)出現(xiàn)誤差e(t)。自適應(yīng)環(huán)節(jié)根據(jù)誤差信號(hào),按照事先設(shè)計(jì)的調(diào)整策略(自適應(yīng)律)向自適應(yīng)控制器發(fā)出調(diào)整信號(hào)??刂破鞲鶕?jù)參考輸入信號(hào)r(t)、受控對(duì)象實(shí)際輸出的反饋信號(hào)和調(diào)整信號(hào),對(duì)受控對(duì)象發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào),使誤差e(t)減小以至消失,也就是使受控對(duì)象的輸出接近于理想狀態(tài)。
設(shè)計(jì)問(wèn)題
在模型參考適應(yīng)控制系統(tǒng)中,自適應(yīng)環(huán)節(jié)常是非線性的。如果設(shè)計(jì)不當(dāng),可能使整個(gè)系統(tǒng)失去穩(wěn)定(見穩(wěn)定性)。自適應(yīng)律的合理設(shè)計(jì)是模型參考系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的核心問(wèn)題。為使系統(tǒng)穩(wěn)定工作,可采用李雅普諾夫直接法(見李雅普諾夫穩(wěn)定性理論)或波波夫超穩(wěn)定性理論的概念和方法來(lái)設(shè)計(jì)自適應(yīng)律。在圖2 的系統(tǒng)中,受控對(duì)象是一個(gè)一階系統(tǒng),它的傳遞函數(shù)為K/(Ts+1)。其中K為未知參數(shù),是需要自適應(yīng)調(diào)整的增益,T是已知常數(shù)。參考模型的傳遞函數(shù)是K0/(Ts+1), K0是理想增益。對(duì)于這個(gè)系統(tǒng),適應(yīng)控制器是一個(gè)增益可調(diào)的放大器。它是按照李雅普諾夫方法來(lái)設(shè)計(jì)的,其中取李雅普諾夫函數(shù)V(e,x)=e2+λx2,λ≥0,x=K0– KS,KS是實(shí)際的系統(tǒng)增益。按照?qǐng)D2的結(jié)構(gòu)組成的適應(yīng)控制系統(tǒng)可穩(wěn)定地工作,且可使輸出偏差e(t)趨于零。
- 參考書目
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- Y.D.Landau, Adaptive Control: The Model Reference Approach, Marcel Dekker Inc., New York,1979.
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標(biāo)簽:模型參考適應(yīng)控制系統(tǒng)
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