26、自适应控制与内模控制技术解析

自适应控制与内模控制技术解析

1. 模型参考自适应控制

1.1 基本概念

模型参考自适应控制（Model Reference Adaptive Control，MRAC）的目标是使控制系统的行为与参考模型一致，参考模型规定了系统期望的响应。通过调整控制器参数，可将模型输出与实际系统输出之间的误差降至最小。

当系统具有高度非线性时，线性模型参考自适应控制器可能无法达到令人满意的性能。在这种情况下，与线性系统的模型参考自适应控制类似，神经网络（Neural Networks，NNs）可用于设计非线性系统的模型参考自适应控制。

1.2 设计方法

模型参考自适应控制器的设计有两种不同的方法：
- 直接模型参考自适应控制（Direct MRAC） ：控制器的参数调整方式与直接控制类似。
- 间接模型参考自适应控制（Indirect MRAC） ：使用神经网络对未知的工厂动态进行建模，然后将其融入控制律综合中。到目前为止，虽然直接和间接方法都曾用于线性系统，但只有基于神经网络的间接方法得到了实际应用。

下面是这两种方法的对比表格：
| 方法 | 特点 | 应用情况 |
| ---- | ---- | ---- |
| 直接模型参考自适应控制 | 控制器参数调整类似直接控制 | 未提及实际应用 |
| 间接模型参考自适应控制 | 用神经网络建模工厂动态并融入控制律 | 已在实际中应用 |

1.3 系统动态与控制输入计算

考虑一个由以下动态描述的系统：