10、自适应系统全面解析

自适应系统全面解析

1. 自适应控制器类型

在控制系统中，当被控对象存在较大不确定性时，可用的反馈会减少。一种解决办法是采用自适应控制律，它能根据被控对象的可获取信息改变补偿器、前置滤波器和反馈路径的传递函数。基于用于自适应的信息，自适应控制器可分为以下三种类型：
- 类型一 ：利用环境参数（如温度、压力、时间等）的传感器读数，以及被控对象参数与这些环境因素的依赖关系来修正控制律。显然，这些依赖关系必须事先已知。
- 类型二 ：利用被控对象对指令或干扰的响应来修正控制律。
- 类型三 ：利用控制回路对专门生成的导频信号的响应来修正控制律。

当被控对象的变化速度远慢于控制过程时，第一和第三种自适应方案能显著改善控制效果。当指令曲线事先已知时，第二种方法可能有用；若不是这种情况，第二种类型可能导致系统参数快速变化，其稳定性分析会成为一个棘手问题。

2. 自适应对被控对象参数变化的益处

被控对象参数的不确定性会削弱可用反馈。通过被控对象辨识程序可减少这种不确定性，该程序能给出被控对象传递函数估计值 P’。对被控对象更深入的了解应用于控制器自适应，即调整补偿器、反馈路径和前置滤波器以减少输出误差。自适应的速率和动态特性由某种自适应律定义。

反馈系统的输出误差由干扰源和被控对象参数不确定性共同造成。增加反馈可减少这两个误差分量，并且通过使用合适的前置滤波器可进一步减少第二个分量。

良好的被控对象辨识（P’ ≈ P）有两方面好处：通过对补偿器 C 进行适当修改可增加反馈，并且可使前置滤波