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第 一节 自 适 应 控 制 系 统第八章 新 型 控 制 系统较传统的PID控制系统，控制性能有了明显的提高。新型控制系统在实际复杂工业过程控制中得到了成功的应用，受到工程界的普遍欢迎和好评。自适应控制系统20世纪50年代航空航天技术发展飞行器的控制问题自适应控制系统发展原始动力飞行器的自动驾驶控制提出了自适应控制的要求自适应控制技术取得了突破性的进展推广应用到过程控制领域自适应控制系统不 确 定 性自适应控制是针对不确定性的系统而提出的。描述被控对象及其环境的数学模型不是完全确定的，其中包含一些未知因素和随机因素。如何综合适当的控制作用，使得某一指定的性能指标达到并保持最优或近似最优。概 念问题自适应控制系统形 式模型的参数未知而且是变化的，但系统基本工作在确定性的环境之中。系统本身的数学模型不确定不仅被控对象的数学模型不确定，而且系统还工作在随机环境之中确定性自适应控制系统随机自适应控制系统当随机扰动和测量噪声都比较小时确定性自适应控制系统自适应控制系统采用一种新的控制方式，控制器参数可以随工艺参数的变化而按某种最优性能自动整定，从而保证产品的产量和质量不随工艺参数的变化而下降。测取系统的有关信息，了解对象特性的变化情况。控制器自动改变控制器的可调参数，使系统始终运行在最佳状况下。算 法要求控制器能够自动补偿不确定因素的变化，使系统能自动地保持预期的控制状态和控制目标。目 的自适应控制系统的定义变增益自适应控制自适应控制系统的分类设计原理结 构1模型参考自适应控制系统2直接优化目标函数的自适应控制系统3自校正控制系统4变增益自适应控制1变增益自适应控制自适应控制系统控制器增益调整环节被控对象变增益自适应控制1工作原理检测引起参数变动的环境条件;查找预先设计好的表格选择控制器的增益；补偿系统受环境等条件变化而造成对象参数变化的影响。（辅助变量 f f）关 键找出影响对象参数变化的辅助变量 f f；设计好辅助变量 f f 与最佳控制器增益的对应关系。自适应控制系统变增益自适应控制1是最简单的自适应控制系统；动作迅速；参数补偿按开环方式进行。找出影响对象参数变化的辅助变量设计好辅助变量与最佳控制器增益的有关表格。关 键 点特 点自适应控制系统模型参考自适应控制系统2模型参考自适应控制系统 参考模型被控对象常规反馈控制器自适应控制回路随动控制研究的主要问题设计一个稳定的、具有较高性能的自适应机构的自适应算法。自适应控制系统直接优化目标函数的自适应控制系统3直接优化目标函数的自适应控制系统采用随机逼近法找到可调参数向量，使系统的对象参数发生变化时，仍可运行在最佳状态。求极小更直接概括性更强自适应控制系统自校正控制系统4自校正控制系统组 合特 点在对象参数受到扰动而发生变化时，控制系统性能仍能保持或接近最优状态。外回路对象参数辨识器控制器参数计算机构自适应控制系统小 结自适应控制技术在过程控制领域已取得一系列令人注目的成果，在工程实践中也获得了很多成功的应用。自适应控制技术至今仍然不是一种非常成熟的技术。信号条件稳 定 性收 敛 性如何提高自适应控制系统的鲁棒性能自然就成了众人瞩目的焦点之一。鲁棒性（robust）自校正控制系统与传统的PID控制系统的区别控制器参数整定是在一定的对象数学模型下进行的，当对象特性变化后，控制器参数不会自动调整。在原有控制回路的基础上，增加一个外回路，它能随时在线辨识对象数学模型，根据变化了的对象数学模型来调整控制器参数，使之始终处于最佳值。影响控制质量属于自适应控制系统传统的控制系统自校正控制系统