自适应控制理论及应用

自适应控制理论综述

郭金虎

【摘要】论述了自适应控制理论的发展现状，总结了它的主要内容，提出了两种自适应控制的主要形式，并对其应用及发展做了全面的讨论。 【关键词】自适应控制；自动控制；现代控制理论

1概述

自适应控制是近年来在自动控制理论和工程的实践中都十分活跃的一门学科，设计具有真正自适应能力的控制系统是控制系统设计者追求的一个目标。因为在控制工程的实践中已经遇到了许多困难，诸如被控对象的动态未知或部分未知；动态特性随时间有未知漂移（时变性）；环境有噪声干扰；还有一种常见的情形，即被控对象的特性过于复杂（如非线性、分布参数、大滞后等），难以准确的描述被控对象，或者即使能描述被控对象，其数学模型也是十分复杂。在这些场合要想利用现有的控制理论（包括经典控制理论或现代控制理论）设计一个理想的控制系统是很困难的，有时甚至是不可能。所以能否设计出一种高性能的控制系统要求是，它能自动适应各种变化而不断修正自身的控制动作，已达到较满意的控制品质。

一个实际系统总存在某种不确定性，这种不确定性表征为描述系统本身的数学模型包含有未知或随机的因素。另外，系统在运行过程中，还会受到各种干扰因素的影响，这些影响也会使系统的动态特性发生变化，因此，

滨江学院

学年论文

题 目 模糊控制理论及应用综述

院 系____滨江自控系___ 专 业_____自动化______ 学生姓名_____卢林华______

学 号 20102336022

指导教师_____林屹________ 职 称_____讲师________

二Ｏ 一三 年 十二 月 十 日

模糊控制理论及应用综述

卢林华 20102336022

南京信息工程大学滨江学院自动控制系，南京 210044

摘要：模糊控制近来不论在理论上还是技术上都有了长足的进步，成为自动控制领域一个非常活跃而又硕果累累的分支。论文学习掌握了模糊控制理论的基本内容、模糊控制器的结构、工作原理等.论文学习掌握了模糊逻辑工具箱的基本组成和基本使用方法。论文总结归纳了模糊控制技术的优点.同时论文对模糊控制的应用进行了总结、归纳,并举例进行了相应的介绍. 关键词:模糊控制理论；模糊控制器；模糊逻辑工具箱；模糊控制的应用

1 绪论

1.1模糊控制理论的产生

自20世纪60年代以来，现代控制理论已经在工业生产过程和军

《系统辨识与自适应控制》

课程论文

基于Matlab的模糊自适应PID控制器仿真研究

学 院： 电信学院 专 业： 控制工程 姓 名： 王 晋 学 号： 102430111356

基于Matlab的模糊自适应PID控制器仿真研究

王晋

（辽宁科技大学 电信学院 鞍山）

摘 要：传统PID在对象变化时，控制器的参数难以自动调整。将模糊控制与PID控制结合，利用模糊推理方法实现对PID参数的在线自整定。使控制器具有较好的自适应性。使用MATLAB对系统进行仿真，结果表明系统的动态性能得到了提高。

关键词: 模糊PID控制器；参数自整定；Matlab；自适应

0引言

在工业控制中，PID控制是工业控制中最常用的方法。但是，它具有一定的局限性:当控制对象不同时，控制器的参数难以自动调整以适应外界环境的变化。为了使控制器具有较好的自适应性，实现控制器参数的自动调整，可以采用模糊控制理论的方法[1]

模糊控制已成为智能自动化控制研究中最为活跃而富有成果的领域。其中，模糊PID控制技术扮演了十分重要的角色，并目仍将成为未来研

《系统辨识与自适应控制》

课程论文

基于Matlab的模糊自适应PID控制器仿真研究

学 院： 电信学院 专 业： 控制工程 姓 名： 王 晋 学 号： 102430111356

基于Matlab的模糊自适应PID控制器仿真研究

王晋

（辽宁科技大学 电信学院 鞍山）

摘 要：传统PID在对象变化时，控制器的参数难以自动调整。将模糊控制与PID控制结合，利用模糊推理方法实现对PID参数的在线自整定。使控制器具有较好的自适应性。使用MATLAB对系统进行仿真，结果表明系统的动态性能得到了提高。

关键词: 模糊PID控制器；参数自整定；Matlab；自适应

0引言

在工业控制中，PID控制是工业控制中最常用的方法。但是，它具有一定的局限性:当控制对象不同时，控制器的参数难以自动调整以适应外界环境的变化。为了使控制器具有较好的自适应性，实现控制器参数的自动调整，可以采用模糊控制理论的方法[1]

模糊控制已成为智能自动化控制研究中最为活跃而富有成果的领域。其中，模糊PID控制技术扮演了十分重要的角色，并目仍将成为未来研

北京化工大学 信息学院 everhei@163.com

一 原理及方法

模型参考自适应系统，是用理想模型代表过程期望的动态特征，可使被控系统的特征与理想模型相一致。一般模型参考自适应控制系统的结构如图1所示。

Ym参考模型_eR调节器+可调系统+_被控对象Yp适应机构

图1 一般的模型参考自适应控制系统

其工作原理为，当外界条件发生变化或出现干扰时，被控对象的特征也会产生相应的变化，通过检测出实际系统与理想模型之间的误差，由自适应机构对可调系统的参数进行调整，补偿外界环境或其他干扰对系统的影响，逐步使性能指标达到最小值。

基于这种结构的模型参考自适应控制有很多种方案，其中由麻省理工学院科研人员首先利用局部参数最优化方法设计出世界上第一个真正意义上的自适应控制律，简称为MIT自适应控制，其结构如图2所示。

kmq(s)———p(s)KcKpq(s)-----p(s)适应律ym+-ypeR

图2 MIT控制结构图

系统中，理想模型Km为常数，由期望动态特性所得，被控系统中的增益Kp在外界环境发生变化或有其他干扰出现时可能会受到影响而产生变化，从而使其动态特征发生偏离。而Kp的变化是不可测量的，但这种特性的变化会体现在广义误差e上，为

预见控制理论及应用研究进展

第42卷第2期2016年2月

自动化学报

ACTAAUTOMATICASINICA

Vol.42,No.2February,2016

预见控制理论及应用研究进展

甄子洋1

摘要预见控制因其能够利用已知的未来目标信息或干扰信息来改善控制系统的性能,在众多实际工程领域得到越来越多的应用,正日益受到研究者的广泛关注.本文较全面概述了预见控制理论自20世纪60年代提出以后的发展状况,重点概述线性最优预见控制、线性鲁棒预见控制、非线性预见控制等相关理论的研究进展,并且总结预见控制在车辆主动悬挂系统、机电伺服系统、机器人、飞行器、电网发电系统等领域的应用现状.最后,总结了预见控制的研究成果,探讨了目前存在的主要问题并展望了未来发展方向.本文的综述旨在通过抛砖引玉,促进预见控制理论及应用的全面发展.关键词引用格式DOI

研究进展,预见控制,最优控制,鲁棒控制,车辆主动悬挂系统,机器人,飞行器甄子洋.预见控制理论及应用研究进展.自动化学报,2016,42(2):172 18810.16383/j.aas.2016.c150408

ResearchDevelopmentinPreviewControlTheoryandApplications

ZHEN

预见控制理论及应用研究进展

第42卷第2期2016年2月

自动化学报

ACTAAUTOMATICASINICA

Vol.42,No.2February,2016

预见控制理论及应用研究进展

甄子洋1

摘要预见控制因其能够利用已知的未来目标信息或干扰信息来改善控制系统的性能,在众多实际工程领域得到越来越多的应用,正日益受到研究者的广泛关注.本文较全面概述了预见控制理论自20世纪60年代提出以后的发展状况,重点概述线性最优预见控制、线性鲁棒预见控制、非线性预见控制等相关理论的研究进展,并且总结预见控制在车辆主动悬挂系统、机电伺服系统、机器人、飞行器、电网发电系统等领域的应用现状.最后,总结了预见控制的研究成果,探讨了目前存在的主要问题并展望了未来发展方向.本文的综述旨在通过抛砖引玉,促进预见控制理论及应用的全面发展.关键词引用格式DOI

研究进展,预见控制,最优控制,鲁棒控制,车辆主动悬挂系统,机器人,飞行器甄子洋.预见控制理论及应用研究进展.自动化学报,2016,42(2):172 18810.16383/j.aas.2016.c150408

ResearchDevelopmentinPreviewControlTheoryandApplications

ZHEN

自适应滤波器的应用

自适应噪声抵消方法增强胎儿 ECG 心电监护

一、研究背景

在实际应用中，胎儿心率和三个月以上胎儿数量能够通过记录怀孕和分娩时的腹部心电图来探测。然而，这种腹部心电图常常被肌肉活动和胎儿运动引起的背景噪声所污染。胎儿心跳的探测更被强于其两倍的母体心跳所模糊。近年来，自适应滤波器一直被用来减少背景噪声和增强胎儿的心电图。

在医学方面，自适应噪声对消器用于抵消胎儿心电图中母亲的心音，将从母亲腹部取得的信号加在参考输入端，它是胎儿心音与母亲心音的叠加，将从母亲胸部取得的信号加在自适应滤波器输入端，系统输出的就是胎儿心音的最佳估计。

基于 LMS算法，设计一个2阶加权自适应噪声抵消器，其中， 输入信号：由母亲和胎儿的心跳共同组成，从original.txt文件中导入； 参考信号：母亲的心电信号，从mother.txt文件中导入

二、matlab源程序

%LMS噪声对消器设计算法

%自适应噪声抵消方法增强胎儿 ECG 心电监护 close all; clear all;

original=load('original.txt'); mother=load('mother1024.txt'); original=original';

　第26卷第1期　　　　　　　　　硅　酸　盐　通　报　　　　　　　　Vol.26　No.1　2007年2月　　　　　　　BULLETINOFTHECHINESECERAMICSOCIETY　　　　　　February,2007　

玻璃窑炉的无模型自适应控制

王干一1,2,吴春诚1,3,吴相林1

(1.华中科技大学系统工程研究所,武汉　430074;2.郑州轻工业学院,郑州　450002;3.开封大学,开封　475000)

摘要:介绍了玻璃窑炉控制过程的特性和参数特点,(。提出了一个基于无模型自适应控制器(MAF)MAF技术在玻璃窑炉这样一个连续、非线性、,获得满意的控制结果。

关键词:玻璃窑炉;)BasedonofModel2FreeAdaptiveControlinGlassFurnace

WANGGan2yi,WUChun2cheng;WUXiang2lin1,21,31

(1.InstituteofSystemEngineering,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China;

2.ZhengzhouInstituteofLightIndustry,Zhengzhou450002

系统辨识与自适应控制结课论文

目录

一、自适应控制系统的由来 二、自适应控制系统的定义 三、自适应控制系统的组成和特点 四、自适应控制的方案

五、自适应控制方法在工业生产等领域的应用 六、发展前景

自适应控制系统

一、自适应控制系统的由来

在控制工程中，控制的目标是设计控制器使被控对象满足某种性能指标，或使系统运动轨迹按某种理想的轨迹运行，达到一种最优的运行状态。在线性系统理论和最优控制理论中，人们对这些问题进行了深入的研究，得到了非常丰富的成果，形成了完整的理论体系。不过，这里要求被控对象的模型都是已知的，并且在多数情况下还要求被控对象具有线性是不变的特征。

在实际的控制过程中，控制对象往往存在不确定性。有时人们对被控对象的数学模型了解并不完全，模型结构存在某种不确定性；或者是对模型结构（如模型的阶数、传递函数零极点的个数等）已经了解，但是由于环境、工况的影响，被控对象模型的参数可能在很大范围内发生变化。

当系统存在不确定性时，按照确定性数学模型所涉及的控制器就不可能得到良好的控制性能，有时系统会出现不稳定的现象。因此，需要一种新的控制系统，她能够自动补偿系统由于过程对象的参数，环境的不定性而造成的系统性能的变化，自适应控制系