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自適應控制 又名:adaptivecontrol

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  • 自適應控制
在日常生活中,所謂自適應是指生物能改變自己的習性以適應新的環(huán)境的一種特征。因此,直觀地說,自適應控制器應當是這樣一種控制器,它能修正自己的特性以適應對象和擾動的動態(tài)特性的變化。

定義

        1、不論外界發(fā)生巨大變化或系統(tǒng)產生不確定性,控制系統(tǒng)能自行調整參數或產生控制作用,使系統(tǒng)仍能按某一性能指標運行在最佳狀態(tài)的一種控制方法。

        所屬學科:航空科技(一級學科) ;飛行控制、導航、顯示、控制和記錄系統(tǒng)(二級學科)

       2、采用自動方法改變或影響控制參數,以改善控制系統(tǒng)性能的控制。

       所屬學科:機械工程(一級學科) ;工業(yè)自動化儀表與系統(tǒng)(二級學科) ;自動控制器及系統(tǒng)-自動控制器及系統(tǒng)一般名詞(三級學科)

簡介

        自適應控制的研究對象是具有一定程度不確定性的系統(tǒng),這里所謂的“不確定性”是指描述被控對象及其環(huán)境的數學模型不是完全確定的,其中包含一些未知因素和隨機因素。

  任何一個實際系統(tǒng)都具有不同程度的不確定性,這些不確定性有時表現(xiàn)在系統(tǒng)內部,有時表現(xiàn)在系統(tǒng)的外部。從系統(tǒng)內部來講,描述被控對象的數學模型的結構和參數,設計者事先并不一定能準確知道。作為外部環(huán)境對系統(tǒng)的影響,可以等效地用許多擾動來表示。這些擾動通常是不可預測的。此外,還有一些測量時產生的不確定因素進入系統(tǒng)。面對這些客觀存在的各式各樣的不確定性,如何設計適當的控制作用,使得某一指定的性能指標達到并保持最優(yōu)或者近似最優(yōu),這就是自適應控制所要研究解決的問題。

  自適應控制和常規(guī)的反饋控制和最優(yōu)控制一樣,也是一種基于數學模型的控制方法,所不同的只是自適應控制所依據的關于模型和擾動的先驗知識比較少,需要在系統(tǒng)的運行過程中去不斷提取有關模型的信息,使模型逐步完善。具體地說,可以依據對象的輸入輸出數據,不斷地辨識模型參數,這個過程稱為系統(tǒng)的在線辯識。隨著生產過程的不斷進行,通過在線辯識,模型會變得越來越準確,越來越接近于實際。既然模型在不斷的改進,顯然,基于這種模型綜合出來的控制作用也將隨之不斷的改進。在這個意義下,控制系統(tǒng)具有一定的適應能力。比如說,當系統(tǒng)在設計階段,由于對象特性的初始信息比較缺乏,系統(tǒng)在剛開始投入運行時可能性能不理想,但是只要經過一段時間的運行,通過在線辯識和控制以后,控制系統(tǒng)逐漸適應,最終將自身調整到一個滿意的工作狀態(tài)。再比如某些控制對象,其特性可能在運行過程中要發(fā)生較大的變化,但通過在線辯識和改變控制器參數,系統(tǒng)也能逐漸適應。

  常規(guī)的反饋控制系統(tǒng)對于系統(tǒng)內部特性的變化和外部擾動的影響都具有一定的抑制能力,但是由于控制器參數是固定的,所以當系統(tǒng)內部特性變化或者外部擾動的變化幅度很大時,系統(tǒng)的性能常常會大幅度下降,甚至是不穩(wěn)定。所以對那些對象特性或擾動特性變化范圍很大,同時又要求經常保持高性能指標的一類系統(tǒng),采取自適應控制是合適的。但是同時也應當指出,自適應控制比常規(guī)反饋控制要復雜的多,成本也高的多,因此只是在用常規(guī)反饋達不到所期望的性能時,才會考慮采用。


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