matlab自適應(yīng)控制課件-北航版第3章確定性自校正控制-wenkub
2023-05-21 18:41:51 本頁(yè)面
【正文】 零點(diǎn)。 這樣構(gòu)成的控制系統(tǒng)方框圖見圖 32，表達(dá)式如下。 直接自校正控制 ： 不用估計(jì)模型參數(shù)，而是通過輸入輸出信息直接估計(jì) 控制器參數(shù)，并利用其估計(jì)值計(jì)算控制量。在此基礎(chǔ) 上，選擇某種恰當(dāng)?shù)臏?zhǔn)則設(shè)計(jì)控制器。一般來說，控制器結(jié)構(gòu) 與準(zhǔn)則相關(guān)，控制器參數(shù)是對(duì)象估計(jì)參數(shù)的函數(shù)。 2 控 制 器控 制 器設(shè) 計(jì)被 控 對(duì) 象估 計(jì) 器輸 出控 制 輸 入?yún)?考 輸 入控 制 器 參 數(shù)對(duì) 象 參 數(shù)控 制 準(zhǔn) 則工作機(jī)制： 干擾或?qū)ο笞兓绊戄敵?，輸出通過估計(jì)器改變對(duì)象參數(shù)估計(jì)值， 從而使控制器參數(shù)發(fā)生變化，最終經(jīng)控制器產(chǎn)生控制輸入去抵抗輸出的變化， 維持系統(tǒng)性能。當(dāng)一些不確定因素引起系統(tǒng)變化時(shí)，它有較強(qiáng)的 抵御能力，并維持系統(tǒng)良好的動(dòng)靜態(tài)性能。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能 結(jié)構(gòu)見圖 31，由參數(shù)估計(jì)器、控制器設(shè)計(jì)、控制器和被 控對(duì)象 4部分組成。這是一種典型的間接自適應(yīng)控制機(jī)制。 ? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 分離性： 對(duì)一個(gè)參數(shù)未知對(duì)象或過程的控制問題，可以將過程的參數(shù)估 計(jì)器和控制器設(shè)計(jì)分開進(jìn)行，并將過程參數(shù)估計(jì)的結(jié)果引入控制參數(shù)和控制 量的計(jì)算。完成控制器設(shè)計(jì)任務(wù)后，將估計(jì)器給出 4 的參數(shù)估計(jì)值（含有隨機(jī)變量）引入控制器，替換原來假定的已知參 數(shù)值，這樣獲得的隨機(jī)控制規(guī)律等同于原確定性控制規(guī)律。又因?yàn)槟Ｐ蛥?shù)隱含在控制器參數(shù) 中，沒有具體的表達(dá)形式，所以也有人稱它為 隱式自校正控制 。 11( ) ( ) ( ) ( ) ( )dA z y k z B z u k k?? ? ???aa11 1( ) 1 nnA z a z a z? ? ?? ? ? ?bb1 1 20 1 2() nnB z b b z b z b z? ? ? ?? ? ? ? ?11r( ) ( )( ) ( ) ( )( ) ( )R z G zu k y k y kF z F z????11( ) ( )F z R z??、 1()Gz? 1()Fz? r()yk6 11()()dz B zAz???11()()RzFz?? 11()()GzFz??11Az ?()ryk ()yk()k?? ()uk圖 32 極點(diǎn)配置系統(tǒng)控制方框圖 11r1 1 1 1( ) ( )( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )ddz B z R zy k y kA z F z z B z G z? ? ?? ? ? ? ????11 1 1 1() ()( ) ( ) ( ) ( )dFz kA z F z z B z G z ??? ? ? ? ??7 閉環(huán)特征多項(xiàng)式為 控制的任務(wù)是，在不考慮干擾的情況下，使控制輸出與期望輸出相等，即 1 1 1 1 1c( ) ( ) ( ) ( ) ( )dA z F z z B z G z A z? ? ? ? ? ??1 1 1mr m r1 1 1 1 1m( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( )dddz B z R z z B zy k y k y k y kA z F z z B z G z A z? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ??mmdddz B R z BAA F z B G??? ??11mm( ) ( )A z B z??、(33) 其中 分別為期望的傳遞函數(shù)分母多項(xiàng)式和分子多項(xiàng)式。根據(jù)工程 經(jīng)驗(yàn)，控制器的引入可抵消過程的穩(wěn)定零點(diǎn)，保留不穩(wěn)定零點(diǎn)和 阻尼差的零點(diǎn)，同時(shí)該零點(diǎn)應(yīng)保留在期望傳遞函數(shù)分子中。當(dāng) A和 B互質(zhì)時(shí)，滿足該等式的解有無窮組。 在步驟（ 3）中，考慮相容條件，可選取 0mde g 2 de g 1 de g de gA A A B ?? ? ? ?然后在式（ 310）中，假定它的左右兩邊各項(xiàng)有相同階次，進(jìn)而確 定和 G的階次，再根據(jù)左右兩邊相同階次的系數(shù)應(yīng)相等列代數(shù)方 程，并解之。 解：過程極點(diǎn)為 1和 ，過程零點(diǎn)為 ?，接近單位圓， 屬阻尼較差。按分 離性原理，可將控制器設(shè)計(jì)與過程參數(shù)估計(jì)分開進(jìn)行，以上已經(jīng) 設(shè)計(jì)好控制器，下面需設(shè)計(jì)參數(shù)估計(jì)器。
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