自校正控制-zzu1 自适应控制理论课件教程文件.ppt

自校正控制 (Self-tuning  Regulator , 简称STR) ;一、自校正控制器的结构 自适应律 估计器 调节器 被控对象 STR结构图; ;最小方差自校正控制 ;一、控制策略 k时刻的控制作用u(k),可使k+d时刻的系统输出y(k+d)方差最小，因此将这种控制方法称为最小方差控制。 ;被控系统的模型; 小结:①当 , d已知时 幂项系数相等 求得: ②初值问题:若为稳定状态下预测,由于初始条件对 最优预测的影响指数衰减. ∴当 时,影响 可不考虑初值条件的影响. 例1:求最优预测器,并计算最小预测误差方差. 已知对象方程: 其中: 解:(见P103) ; 二、最小方差自校正调节器 1. 最小方差控制: 假设: 是Hurwitz多项式. 定理2: 最小方差控制,设控制目标为: 则最小方差控制律为: 说明: ①最小方差调节器结构图:只在扰动 作用下, 即r(t)=0对于调节器问题,可设 (控制目标) ; 调节系统结构图为: ; 闭环传函: ; ②最小方差控制的实质: 用控制器的极点: ( 的零点) ??? 去对消被控对象的零点 . 如果B不稳定.即有根在单位圆外 (B零点在圆外) 指数 饱和 不稳定 最小方差控制要求对象必须是最小相位的. ;③最小方差控制器的缺点: i.只能用于最小相位系统(逆稳系统) ii.对靠近单位圆的稳定零点敏感 iii.当 的 很大时 u(t)的 加速机构磨损, 调节过于猛烈. ; 已知系统方程为: 若: 设d=1 , 为高斯白噪声序列 N(0,1) 求:①最小方差控制律 和输出量的最小方差. ②若d=2 时呢? ; 解: ① 由Diophantine方程可得: 令上式两边各次相的系数相等,则: ; ∴最小方差控制律为: 输出最小方差为: 若d=2 , 则 ;∴控制质量 方差 ; 最小方差控制的基本结论: ①对象模型(CARMA): 其中: ②最小方差预报律: ③最小方差控制律: ; *④广义最小方差控制律: *⑤闭环特征方程: ;3、最小方差自校正调节器: 隐式算法 当被控对象参数未知时,根据最小方差控制策略,要获 得好的控制效果,自校正控制器也应为: 加递推LS估计 最小方差自校正控制 器(隐式)。 隐式算法的原则:被控对象的估计模型最好以所希望 控制策略的参数作为自己的参数,以被控系统的实际 输 出和输入作为自己的可用信息。 ; (1). 估计模型: 利用预测模型(5.1.7)作为估计模型,并令