系统辨识与自适应控制论文

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模糊系统的辨识与自适应控制

模糊系统的辨识与自适应控制

模糊系统的辨识与自适应控制在现代控制理论研究中,模糊控制是一种重要的控制方法。

模糊控制是对非线性系统的一种解决方案,这种控制方法利用模糊逻辑来处理不确定性和信息丢失问题,从而提高了控制的效率和精度,因此在自适应控制中得到了广泛的应用。

一、模糊系统辨识模糊系统辨识是指对模糊控制系统进行参数辨识和模型识别,目的是为了找到最佳的控制方案。

模糊系统的辨识过程也是确定模糊控制系统结构和参数的过程。

模糊控制系统需要依赖于模糊规则库和隶属函数来完成参数辨识和模型识别。

模糊规则库是一个包含了各种规则的数据库,其中每个规则由一组条件和一组相应的控制动作组成。

隶属函数用来描述输入变量和输出变量之间的映射关系。

在模糊系统辨识的过程中,需要收集大量的数据来分析和处理,以便从中提取有用的信息。

这里的数据包括输入数据和输出数据,输入数据包括控制输入和环境输入,输出数据包括控制输出和系统响应。

通过对这些数据进行分析、模型识别和参数辨识,可以得到一个模糊控制系统的模型,并对其进行优化调整,以使其更好地适应所需的控制任务。

二、自适应控制模糊系统的自适应控制是利用模糊控制系统的动态特性,不断根据控制系统的变化自动调整控制参数,以达到最优的控制效果。

因此,自适应控制算法是一种重要的控制算法,它可以自动调整控制参数以快速响应外部变化。

自适应控制有多种方法,包括自适应模糊控制、自适应神经网络控制、自适应PID控制、自适应模型预测控制等。

其中,自适应模糊控制是一种广泛应用的控制方法,它可以自动调整模糊规则库、隶属函数以及控制输出,以适应不同的控制任务和环境条件。

三、结论总之,在现代控制领域中,模糊控制方法是一种重要的控制方法之一,具有较高的鲁棒性和鲁棒性。

模糊控制方法除了能够处理非线性系统,还可以处理模糊系统,因此在实际控制中被广泛应用。

模糊系统的辨识和自适应控制是模糊控制方法的两个基本方面,它们为模糊控制的优化和应用提供了基础和保障。

自动控制系统中的模型辨识与自适应控制策略

自动控制系统中的模型辨识与自适应控制策略

自动控制系统中的模型辨识与自适应控制策略引言自动控制系统是现代工程领域中很重要的一个研究方向,它涉及到各种各样的应用,如工业自动化、航天技术、机器人技术等。

在自动控制系统中,模型辨识和自适应控制策略是两个关键领域。

本文将讨论自动控制系统中的模型辨识和自适应控制策略的原理、方法和应用。

模型辨识模型辨识是自动控制系统中的一个重要研究领域,它旨在从系统的输入和输出数据中构建出一个有效的数学模型。

该数学模型能够描述和预测系统的动态行为,从而为系统设计和控制提供依据。

常用的模型辨识方法包括参数辨识、结构辨识和非参数辨识。

参数辨识方法是基于假设系统模型是已知结构的情况下进行的。

通过对系统的输入和输出数据进行拟合,参数辨识方法能够估计出系统模型中的参数。

这些参数可以被用于描述系统的动态性能,并且可以用于设计稳定的自适应控制器。

结构辨识方法是在没有先验知识的情况下,通过试探不同的系统结构来辨识系统模型。

这种方法常常使用组合算法和优化算法,通过对系统数据进行训练,筛选出最符合系统动态特性的模型结构。

结构辨识方法在辨识非线性系统和复杂系统方面具有很大的优势。

非参数辨识方法是一种基于经验分布函数和核函数的统计方法。

该方法不依赖于特定模型的假设,而是直接从数据中提取系统的动态信息。

非参数辨识方法可以用于辨识非线性系统和时变系统,适用范围广泛。

自适应控制策略自适应控制策略是一种可以根据系统的实时信息进行不断更新和优化的控制策略。

自适应控制器能够自动调整控制参数,以适应系统的变化和不确定性。

常用的自适应控制策略包括模型参考自适应控制和直接自适应控制。

模型参考自适应控制是一种基于模型参考思想的控制策略。

该策略通过引入一个参考模型来指导控制器的参数调整。

控制器的目标是使系统的输出与参考模型的输出保持一致。

模型参考自适应控制可以有效地抑制扰动和噪声的影响,提高系统的鲁棒性。

直接自适应控制是一种通过在线辨识系统模型的控制策略。

该策略通过对系统的输入和输出数据进行递归估计,不断更新模型参数。

《自适应控制系统》论文

《自适应控制系统》论文

写一篇《自适应控制系统》论文
自适应控制系统是一种强大的智能控制技术,它具有自动调整控制参数以适应复杂环境的能力。

在过去的几十年里,它已经成为机器人、航空航天、石油钻井、船舶制造和医疗等行业中不可或缺的一部分,对增强这些行业中工作效率和安全性都有着巨大的贡献。

本文将介绍自适应控制系统的基本概念,其原理和优势,以及如何实施自适应控制系统,以实现最佳性能。

首先,自适应控制系统是一种具有自制功能的控制系统, 其目
标是根据环境变化改变控制参数以达到最优性能。

它可以通过不同的传感器获得实时信息,并不断变化该系统的控制参数,以适应新的环境。

比如,一个自适应控制系统可以检测机器人手臂的外在环境变化,从而调整控制参数(如压力,力矩,位置)以适应新的环境。

此外,自适应控制系统的另一个优势在于它能够提供更快的响应时间。

由于它可以根据实时信息进行参数调整,因此可以让系统在复杂的环境变化时保持最佳性能,而不会牺牲响应速度。

最后,本文介绍了如何实施自适应控制系统,以获得最佳性能。

首先,需要对被控对象的模型进行拟合,以确定系统的建模参数。

之后,需要实施传感器,用于收集环境变化的实时信息,并使用反馈控制算法,根据实时信息进行模型参数的动态调整,以达到最佳性能。

最后,可以使用实时监测算法,监测系统性能及实时环境,以及对系统进行校正,确保获得最佳性能。

总之,自适应控制系统是一种功能强大的智能控制系统,它具
有自行调整以适应复杂环境的能力,可以让系统实现更快的响应时间,从而实现最佳性能。

本文介绍了自适应控制系统的基本原理及实施步骤,希望能够对研究自适应控制系统有所帮助。

自适应控制论文综述

自适应控制论文综述

自适应控制系统综述摘要:本文首先介绍了自动控制的基本理论及其发展阶段,然后提出自适应控制系统,详细介绍了自适应控制系统的特点。

最后描述的是自适应控在神经网络的应用和存在的问题。

关键字:自适应控制神经网络一、引言1.1控制系统的定义自动控制原理是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置,使机器,设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。

在不同的控制系统中,可能具有各种不同的系统结构、被控对象,并且其复杂程度和环境条件也会各不相同,但他们都具有同样的控制目地:都是为了使系统的状态或者运动轨迹符合某一个预定的功能性能要求。

其中,被控对象的运动状态或者运动轨迹称为被控过程。

被控过程不仅与被控系统本身有关,还与对象所处的环境有关。

控制理论中将控制系统定义为由被控系统及其控制器组成的整体成为控制系统。

1.2控制理论的发展阶段控制理论发展主要分为三个阶段:一:20世纪40年代末-50年代的经典控制理论时期,着重解决单输入单输出系统的控制问题,主要数学工具是微分方程、拉氏变换、传递函数;主要方法是时域法、频域法、根轨迹法;主要问题是系统的稳、准、快。

二:20世纪60年代的现代控制理论时期,着重解决多输入多输出系统的控制问题,主要数学工具是以此为峰方程组、矩阵论、状态空间法主要方法是变分法、极大值原理、动态规划理论;重点是最优控制、随即控制、自适应控制;核心控制装置是电子计算机。

三:20世纪70年代之后的先进控制理时期,先进控制理论是现代控制理论的发展和延伸。

先进控制理论内容丰富、涵盖面最广,包括自适应控制、鲁棒控制、模糊控制、人工神经网络控制等。

二、自适应控制系统2.1自适应控制的简介在反馈控制和最优控制中,都假定被控对象或过程的数学模型是已知的,并且具有线性定常的特性。

实际上在许多工程中,被控对象或过程的数学模型事先是难以确定的,即使在某一条件下被确定了的数学模型,在工况和条件改变了以后,其动态参数乃至于模型的结构仍然经常发生变化。

系统辨识与自适应控制论文作业

系统辨识与自适应控制论文作业

1.采用M 语言或Simulink 环境编写递推最小二乘算法,辨识模型参数)2()1()2()1()(2121-+-=-+-+k u b k u b k y a k y a k y ,其中5.11-=a ,7.02=a ,0.11=b ,5.02=b 。

写出设计程序(M 语言加注释,Simulink 环境写出设计思路)。

解: 给定一个系统模型:)2()1()2()1()(2121-+-=-+-+k u b k u b k y a k y a k y其中: 5.11-=a ,7.02=a ,0.11=b ,5.02=b设计M 语言程序如下:m = 3;N=100;uk=rand(1,N); %生成0~1的一行N 列的随机矩阵for i=1:Nuk(i)=uk(i)*(-1)^(i-1);endyk=zeros(1,N); %生成一行N 列的零矩阵for k=3:Nyk(k)=1.5*yk(k-1)-0.7*yk(k-2)+uk(k-1)+0.5*uk(k-2);endtheta=[0;0;0;0];pn=10^6*eye(4);for t=3:N %该for 循环为递推最小二乘法的程序ps=([yk(t-1);yk(t-2);uk(t-1);uk(t-2)]);pn=pn-pn*ps*ps'*pn*(inv(1+ps'*pn*ps));theta=theta+pn*ps*(yk(t)-ps'*theta);thet=theta';a1=thet(1);a2=thet(2);b1=thet(3);b2=thet(4);enda1t(t)=a1;a2t(t)=a2;b1t(t)=b1;b2t(t)=b2;t=1:N; %显示曲线plot(t,-a1t(t),t,-a2t(t),t,b1t(t),t,b2t(t));text(20,-1.4,'a1'); %在曲线旁边显示字符text(20,0.65,'a2');text(20,0.94,'b1');text(20,0.45,'b2');仿真结果为:图1 参数变化曲线图通过曲线可以看出,大约在第10步递推过程时,参数趋于稳定,5003.11-=a ,7006.02=a ,9987.01=b ,4997.02=b 。

系统辨识及自适应控制系统算法仿真实现

系统辨识及自适应控制系统算法仿真实现

Abstract : Identification and adaptive control theory have been widely applied in system modeling and control projects. With the weighted least squares method and the weighted minimum variance control algorithm , virtual instrumentation is used in system identification and adaptive con2 trol. It calls Matlab subroutine by adopting Matlab interface to do identification and control for the system response signal. System is achieved with mixed LabVIEW and Matlab programming , and organic integration of dynamic display and interactive analysis is realized. The results show that identification parameters with smaller error achieve adaptive control requirements. This simulation not only can be used in engineering stud2 ies , but also can be used in teaching experiment. Key words : virtual instrumentation ; system identification ; adaptive control ; LabVIEW ; Matlab

系统辨识 课程论文

系统辨识 课程论文

课程论文系统辨识原理及其在飞行器中的应用目录摘要...................................................................................... I I 第一章引言 (1)1.1系统辨识简介 (1)1.2系统辨识原理 (2)1.3系统建模 (2)第二章系统辨识发展 (4)2.1系统辨识的过去 (4)2.2系统辨识的现在 (5)第三章系统辨识在飞行器中的应用 (6)3.1飞行器参数辨识及其进展 (6)3.2极大似然估计 (6)3.3云模型优化 (7)3.4广义卡尔曼滤波法 (8)3.5傅里叶变换法 (8)第四章结束语 (10)参考文献 (11)摘要系统辨识在现代飞行控制系统设计中扮演越来越重要的角色,飞行器模型的在线更新使得人们可以采用更智能的控制方法。

飞行控制系统的设计首先需要建立系统的数学模型,由于建模不可避免地存在误差,通过在线系统辨识,可以获得更准确的参数、跟踪参数的变化、检测故障的发生,进而控制系统可以做出相应的调整,保持系统的稳定性和预期性能。

然而,从带有噪声和干扰的数据中辨识出有用的信息是非常困难的。

对于不稳定飞行器,通常只能在闭环稳定控制情形下进行辨识,这将导致辨识所需的激励信息因反馈作用而减弱。

基于计算精度和速度的考虑,在线辨识方法通常以递推方式进行,主要分为时域和频域两大类方法。

本文主要介绍了系统辨识原理及发展,系统建模的方法,并且阐述了系统辨识在飞行器中的应用,着重说明了极大似然估计、云模型优化、广义卡尔曼滤波法、傅里叶变换法。

第一章引言1.1系统辨识简介辨识、状态估计和控制理论是现代控制理论三个互相渗透的领域。

辨识和状态估计离不开控制理论的支持,控制理论的应用又几乎不能没有辨识和状态估计技术。

随着控制过程复杂性的提高,控制理论的应用日益广泛,但其实际应用不能脱离被控对象的数学模型。

然而在大多数情况下,被控对象的数学模型是不知道的,或者在正常运行期间模型的参数可能发生变化,因此利用控制理论去解决实际问题时,首先需要建立被控对象的数学模型,因此建模在控制器设计中有着广泛的应用,是设计控制器首要解决的问题。

控制系统中的系统辨识与自适应控制

控制系统中的系统辨识与自适应控制

控制系统中的系统辨识与自适应控制在控制系统中,系统辨识与自适应控制是两个关键的方面。

系统辨识是指通过实验或推理的方法,从输入和输出的数据中提取模型的参数和结构信息,以便更好地理解和控制系统的行为。

而自适应控制是指根据系统辨识得到的模型参数和结构信息,实时地调整控制器的参数以适应系统变化,以提高控制性能。

一、系统辨识1.1 参数辨识参数辨识是指确定系统动态模型中的参数。

常用的方法包括最小二乘法、极大似然估计法等。

最小二乘法是一种常见的参数辨识方法,通过最小化实际输出与模型输出之间的误差平方和来确定参数。

1.2 结构辨识结构辨识是指确定系统动态模型的结构,包括确定系统的阶数、输入输出关系等。

常用的结构辨识方法有ARX模型、ARMA模型等。

ARX模型是指自回归外部输入模型,适用于输入输出具有线性关系的系统。

ARMA模型是指自回归滑动平均模型,适用于输入输出关系存在滞后效应的系统。

二、自适应控制自适应控制是根据系统辨识得到的模型参数和结构信息,动态地调整控制器的参数以适应系统的变化。

常用的自适应控制方法有模型参考自适应控制、模型预测控制等。

2.1 模型参考自适应控制模型参考自适应控制是建立在系统辨识模型基础上的控制方法。

通过将系统输出与参考模型输出进行比较,通过调整控制器参数来减小误差。

常见的模型参考自适应控制方法有自适应PID控制、自适应模糊控制等。

2.2 模型预测控制模型预测控制是一种基于系统辨识模型的控制策略,通过对系统未来的状态进行预测,以求得最优控制输入。

模型预测控制可以同时考虑系统的多个输入和多个输出,具有较好的控制性能。

三、应用案例3.1 机械控制系统在机械控制系统中,系统辨识和自适应控制可以被应用于伺服控制系统。

通过系统辨识可以得到伺服电机的动态模型,然后利用自适应控制方法调整PID控制器的参数,以提高伺服系统的响应速度和稳定性。

3.2 化工控制系统在化工控制系统中,系统辨识和自适应控制可以被应用于控制某个反应器的温度。

系统辨识与自适应控制结课论文

系统辨识与自适应控制结课论文

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,自适应控制系统应运而生。

自适应控制最初(20世纪50年代末期)主要应用于航天航空领域,此时相应的理论和方法还不成熟,应用上遇到一些失败,但部分人仍然坚持研究,并将其应用推广至其他工业部门;到七十年代随着控制理论和计算机技术的发展,自适应控制取得重大进展,在光学跟踪望远镜、化工、冶金、机加工和核电中的成功应用也充分证明了其有效性;此后,自适应控制技术的应用更得到大幅度扩展;目前从美国新的登月计划到临床医学领域,自适应控制技术的应用都方兴未艾。

二、自适应控制系统的定义自适应控制系统尚没有公认的统一定义,一些学者针对比较具体的系统构成方式提出了自适应控制系统的定义。

有些定义得到了自适应控制研究领域广大学者的认同。

系统辨识与自适应控制

系统辨识与自适应控制

《系统辨识与自适应控制》课程论文自动控制理论发展到了很高的水平,经典控制论被更有前途的现代控制理论所超越,控制技术的水平越来越高。

现代控制理论的应用是建立在已知受控对象的数学模型这一前提下的,而在当时对受控对象数学模型的研究相对较为滞后。

现代控制理论的应用遇到了确定受控对象合适的数学模型的各种困难。

因此,建立系统数学模型的方法一一系统辨识,就成为应用现代控制理论的重要前提。

在另一方面,随着计算机科学的飞速发展,计算机为辨识系统所需要进行的离线计算和在线计算提供了高效的工具。

在这样的背景下,系统辨识问题便愈来愈受到人们的重视,成为发展系统理论,开展实际应用工作中必不可少的组成部分。

系统辨识是根据系统的输入输出时间函数来确定描述系统行为的数学模型。

现代控制理论中的一个分支。

通过辨识建立数学模型的目的是估计表征系统行为的重要参数,建立一个能模仿真实系统行为的模型,用当前可测量的系统的输入和输出预测系统输出的未来演变,以及设计控制器。

对系统进行分析的主要问题是根据输入时间函数和系统的特性来确定输出信号。

对系统进行控制的主要问题是根据系统的特性设计控制输入,使输出满足预先规定的要求。

而系统辨识所研究的问题恰好是这些问题的逆问题。

通常,预先给定一个模型类卩={M} (即给定一类已知结构的模型),一类输入信号u和等价准则J=L(y , yM)( 一般情况下,J是误差函数,是过程输出 y和模型输出yM的一个泛函);然后选择使误差函数 J达到最小的模型,作为辨识所要求的结果。

系统辨识包括两个方面:结构辨识和参数估计。

在实际的辨识过程中,随着使用的方法不同,结构辨识和参数估计这两个方面并不是截然分开的,而是可以交织在一起进行的。

经典方法经典的系统辨识方法的发展已经比较成熟和完善,他包括阶跃响应法、脉冲响应法、频率响应法、相关分析法、谱分析法、最小二乘法和极大似然法等。

其中最小二乘法(LS)是一种经典的和最基本的,也是应用最广泛的方法。

系统辨识算法在自适应控制中的应用研究

系统辨识算法在自适应控制中的应用研究

系统辨识算法在自适应控制中的应用研究一、引言随着现代科技的发展,控制系统的智能化和自适应性的要求越来越高。

系统辨识算法作为现代控制理论中的基础算法之一,已经被广泛应用于自适应控制中。

本文将重点介绍系统辨识算法在自适应控制中的应用研究。

二、系统辨识算法概述系统辨识算法是指通过对系统输入输出数据的统计分析,确定系统的数学模型或某些特征参数的过程。

目前,常见的系统辨识算法有经验模型法、时域法、频域法、模型结构选择法等。

1. 经验模型法经验模型法是指通过对系统的输入输出数据进行尝试,并挑选出最符合实际情况的模型来描述系统的行为。

这种方法的优点是简单易学、计算速度快。

但是由于只是通过试错来确定模型,所以误差较大。

2. 时域法时域法是指对系统的时间序列进行统计分析,从而确定系统的数学模型。

这种方法的优点是计算简单,但是需要输入输出信号进行离散化,因此可能会引入噪声误差。

3. 频域法频域法是指通过对系统输入输出信号的频谱进行分析,得到系统动态特性的数学表达式。

这种方法的优点是能够有效地消除噪声,但是计算比较复杂。

4. 模型结构选择法模型结构选择法是指对不同种类的数学模型进行比较,通过评估模型的统计拟合程度,选择最优的模型。

这种方法的优点是能够较为准确地描述系统的动态特性。

三、系统辨识算法在自适应控制中的应用在自适应控制中,系统辨识算法被广泛应用于参数估计、模型预测控制、自调整控制和基于模型的控制等方面。

1. 参数估计自适应控制需要根据实时的系统输入输出数据对控制对象进行建模,确定控制参数,从而实现自适应控制。

系统辨识算法可以通过对系统输入输出数据进行处理,得到系统的动态特性,从而确定控制参数,实现自适应控制。

2. 模型预测控制模型预测控制是指通过对系统输入输出数据进行处理,建立系统的预测模型,进行系统状态的预测,并根据预测结果进行控制。

系统辨识算法可以生成系统的数学模型,进而实现模型预测控制。

3. 自调整控制自调整控制是指对控制对象进行调整以满足控制要求的过程。

系统辩识与自适应控制

系统辩识与自适应控制

最小二乘类辨识方法的比较摘要本文系统的探讨了三种最小二乘类辨识方法的原理和性能,结果证明:最小二乘法不适合实时处理,在同等情况下,递推最小二乘的辨识速度较快,但在有色噪声干扰下效果不理想,广义最小二乘法的辨识效果最好,且不受噪声是否有色的影响,但是费时最多。

关键词:辨识方法,辨识速度,辨识效果ABSTRACTThis article system discussed three kinds of least square identification method principle and performance, the results prove that: the least squares method is not suitable for real-time processing, in the same circumstances, recursive least squares identification rate is rapidder, but in colored noise the effect is not ideal, the generalized least squares identification effect is best, and is not affected by noise or colored effects, but the most time-consuming.Key words: identification method, identification speed, effect of identification1 引言系统辨识是一门介于现代控制理论和系统理论的边缘学科.它将现代控制论的平滑、滤波、预测和参数估计理论,以及系统论的系统分析方法和建模思想应用于自然科学、社会科学和工程实践中的各个领域,与各个领域的专业知识相给合,形成了一个个新的交叉学科分支。

控制系统参数辨识及自适应控制技术研究

控制系统参数辨识及自适应控制技术研究

控制系统参数辨识及自适应控制技术研究摘要:控制系统参数辨识及自适应控制技术是当今控制领域中的热门研究方向之一。

本文旨在探讨控制系统参数辨识及自适应控制技术的研究现状、应用领域以及未来的发展方向。

我们将从理论基础、方法和算法、应用案例以及挑战与前景等方面进行论述,以期对读者深入理解和掌握相关的知识。

1. 引言控制系统参数辨识及自适应控制技术是指通过对控制系统内部参数进行辨识和实时调整的方法,实现对系统动态性能的优化和改进。

该技术在工业控制、机器人控制、智能交通等领域具有广泛的应用前景。

2.理论基础控制系统参数辨识及自适应控制技术的理论基础主要包括系统辨识和自适应控制两个方面。

系统辨识涉及参数辨识的方法和模型的建立,可以通过频域分析、时域分析、最小二乘法等方法来完成。

自适应控制则是指通过对系统参数的实时调整,使得系统能够自动跟踪和抑制外部扰动,提高系统性能。

3. 方法与算法控制系统参数辨识及自适应控制技术的方法和算法繁多。

其中,模型参考自适应控制、模型预测控制、直接自适应控制等是常用的自适应控制方法。

而广义最小二乘法、神经网络、遗传算法等则是常用的参数辨识算法。

4. 应用案例控制系统参数辨识及自适应控制技术在工业、交通、机器人等领域都有广泛的应用。

在工业领域中,该技术可以应用于控制系统的优化和提升,实现生产效率的最大化。

在交通领域中,自适应控制可以用于智能交通信号灯的优化调度和交通流量的控制。

而在机器人领域中,该技术可以应用于机器人路径规划和运动控制,提高机器人的精确度和灵活性。

5. 挑战与前景尽管控制系统参数辨识及自适应控制技术已经取得了很大的进展,但仍然存在一些挑战。

首先,参数辨识需要大量的实验数据,而现实系统中往往很难获取充足的数据。

其次,自适应控制算法的设计和实现复杂,需要解决多变量、非线性以及时变系统的控制问题。

未来的发展方向主要包括改进参数辨识算法、研究更高级的自适应控制方法以及跨学科领域的合作。

系统辨识与自适应控制

系统辨识与自适应控制

系统辨识与自适应控制大四上的日子,课虽不多却有点蛋疼,全是带控制的,比如计算机控制啊,过程控制啊,运动控制啊,听起来晦涩、难懂的就是系统辨识与自适应控制了。

在此没有要诋毁谁谁谁的意思,只是强调这门课的难度系数,不过幸好不用考试,一份童言无忌的大作业就可以了,还是非常喜欢这样的形式的。

系统辨识与自适应控制,应该是两门课程,但是是密切联系的。

用马克思的话来说就是,辩证联系的,既有联系又有区别。

在自然和社会科学的许多领域,系统的设计、系统的定量分析、系统的综合及系统的控制,以及对其未来行为的预测,都需要知道系统的未来特性。

建立描述动态系统的数学模型及论述模型建立的理论与方法,即为系统辨识研究的内容。

而自适应控制研究的对象具有不确定性,如何设计一个高性能的控制系统,恰恰是一个自适应控制系统所要研究的问题。

20世纪60年代,自动控制理论发展到了很高的水平,经典控制论被更有前途的现代控制理论所超越,与此同时,工业大生产的发展,也要求将控制技术提到更高的水平。

现代控制理论的应用是建立在已知受控对象的数学模型这一前提下的,而在当时对受控对象数学模型的研究相对较为滞后。

现代控制理论的应用遇到了确定受控对象合适的数学模型的各种困难。

因此,建立系统数学模型的方法——系统辨识,就成为应用现代控制理论的重要前提。

在另一方面,随着计算机科学的飞速发展,计算机为辨识系统所需要进行的离线计算和在线计算提供了高效的工具。

在这样的背景下,系统辨识问题便愈来愈受到人们的重视,成为发展系统理论,开展实际应用工作中必不可少的组成部分。

什么是系统辨识?对于自动控制系统的分析和设计来说,建立受控对象的数学模型是必不可少的。

建立所研究的对象的数学模型,主要有两个途径:一个是借助于基本物理定律,即利用各个专门学科领域提出来的关于物质和能量的守恒性和连续性原理,以及系统结构数据,推导出系统的数学模型。

这种建立模型的方法称为数学建模法或称解析法。

但是,对很大一类工程系统,如化工过程,由于其复杂性,很难用解析法推导出数学模型。

系统辨识与自适应控制

系统辨识与自适应控制

《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:________________________________姓名:________________________________学号:________________________________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 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。

表明系统的动态性能得到了提高。

矢键词: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究与应用的重点技术之一。

到目前为止, 现代控制理论在许多控制应用中获得了大量成功的范例。

然而在工业过程控制中, PID 类型 的控制技术仍然占有主导地位。

虽然未来的控制技术应用领域会越来越宽广、被控对象可以是越 来越复杂,相应的控制技术也会变得越来越精巧,但是以PID 为原理的各种控制器将是过程控制 中不可或缺的基本控制单元。

本文将模糊控制和PID 控制结合起来,应用模糊推理的方法实现对PID 参数进行在线自整定,实现PID 参数的最佳调整,设计出参数模糊自整定PID 控制器,并进行了Matlab/Simulink 仿真②。

仿真结果表明,与常规PID 控制系统相比,该设计获得了更优的鲁棒性和动、静态性及具有良好 的自适应性 。

系统辨识与自适应控制论文

系统辨识与自适应控制论文

系统辨识与自适应控制20世纪60年代,自动控制理论发展到了很高的水平,经典控制论被更有前途的现代控制理论所超越,与此同时,工业大生产的发展,也要求将控制技术提到更高的水平。

现代控制理论的应用是建立在已知受控对象的数学模型这一前提下的,而在当时对受控对象数学模型的研究相对较为滞后。

现代控制理论的应用遇到了确定受控对象合适的数学模型的各种困难。

因此,建立系统数学模型的方法——系统辨识,就成为应用现代控制理论的重要前提。

在另一方面,随着计算机科学的飞速发展,计算机为辨识系统所需要进行的离线计算和在线计算提供了高效的工具。

在这样的背景下,系统辨识问题便愈来愈受到人们的重视,成为发展系统理论,开展实际应用工作中必不可少的组成部分。

什么是系统辨识?对于自动控制系统的分析和设计来说,建立受控对象的数学模型是必不可少的。

建立所研究的对象的数学模型,主要有两个途径:一个是借助于基本物理定律,即利用各个专门学科领域提出来的关于物质和能量的守恒性和连续性原理,以及系统结构数据,推导出系统的数学模型。

这种建立模型的方法称为数学建模法或称解析法。

但是,对很大一类工程系统,如化工过程,由于其复杂性,很难用解析法推导出数学模型。

有时只能知道系统数学模型的一般形式及其部分参数,有时甚至连数学模型的形式也不知道。

这时,只能通过系统的运行或试验,得到关于系统的有关数据,然后通过计算处理,建立起系统的数学模型(模型结构和参数)。

这种建立数学模型的方法即为系统辨识的方法。

系统辨识定义:辨识是在输入输出数据的基础上,从一组给定的模型类中,确定一个与所测系统等价的模型。

由定义我们可以知道系统辨识的三大要素:(1)数据:能观测到的系统的输入输出数据;(2)模型类:寻找的模型范围——模型结构;(3)等价准则:辨识的优化目标,衡量模型接近实际系统的标准。

输入输出数据:系统的输入输出数据是由对系统的观测而得,这些变化着的输入输出数据“必然”表现出系统的动态和静态特性和行为。

频域系统辨识理论在自适应控制中的应用研究

频域系统辨识理论在自适应控制中的应用研究

频域系统辨识理论在自适应控制中的应用研究自适应控制是一种根据被控对象的实时状态调整控制器参数的技术,其目的是使控制系统能够自动适应不断变化的工作条件和外部扰动。

频域系统辨识理论是一种基于频域特性分析的方法,用于从系统的输入输出数据中估计系统的数学模型,从而实现自适应控制。

本文将讨论频域系统辨识理论在自适应控制中的应用,并探讨其在工程领域中的潜在应用。

首先,频域系统辨识理论在自适应控制中的应用主要体现在系统模型的辨识过程中。

频域辨识方法可以通过对输入信号和输出信号进行频谱分析来估计系统的传递函数。

在建模过程中,我们可以使用自适应算法来不断调整模型参数,以提高辨识的准确度和适应性。

频域辨识方法可以应用于线性和非线性系统的模型辨识,并且在存在噪声和干扰的情况下也具有很好的鲁棒性。

其次,频域系统辨识理论在自适应控制中的应用还包括控制器设计和参数整定方面。

通过估计系统的传递函数,我们可以设计出适应系统动态特性的控制器。

频域系统辨识理论提供了一种基于数学模型的控制器设计方法,可以根据系统的频域特性进行参数整定,以达到更好的控制效果。

同时,通过自适应控制算法,我们可以实时地调整控制器参数,使系统能够在不同工况下保持较好的稳定性和鲁棒性。

另外,频域系统辨识理论还可以在系统故障检测和故障诊断中发挥重要作用。

通过对辨识模型的频域特性进行分析,我们可以检测系统是否存在故障或异常情况,并进行相应的故障诊断。

频域辨识方法不仅能够检测故障的存在,还能够对故障类型和位置进行定位,为故障排除提供有力的支持。

频域系统辨识理论在自适应控制中的应用具有广泛的潜在应用领域。

例如,在工业过程控制中,频域辨识方法可以用于对不稳定或非线性系统进行建模和控制。

在机器人控制和导航中,频域辨识方法可以用于实现对复杂环境下的机器人姿态和运动的准确估计。

在智能交通系统中,频域辨识理论可以应用于车辆动态参数辨识和交通流量预测等方面。

总之,频域系统辨识理论在自适应控制中具有重要的应用价值。

自适应控制系统设计的参数辨识途径

自适应控制系统设计的参数辨识途径

自适应控制系统设计的参数辨识途径的报告,800字自适应控制系统参数辨识是开发得效、灵活的控制策略的重要组成部分。

参数辨识途径允许从实验中快速并准确地收集数据,以便系统能够在实时控制过程中自我适应。

因此,本文旨在详细介绍自适应控制系统参数辨识的实现,以提供有利於技術发展的专业知识和经验。

通常情况下,参数辨识采用形式化算法来实现,包括最小二乘法,期望最大化,Kalman滤波等。

此外,根据用户的具体需求,还可以使用混合参数辨识(Hybrid Parameter Identification),它结合了两种参数估计技术,可以改善参数估计性能。

首先,实验室一般需要进行硬件测试,以确定实际环境和控制系统参数,然后将实验数据传送给参数辨识工具,以计算控制系统的参数。

参数辨识的基本原理是,在给定函数的情况下,根据输入/输出数据测量不确定参数。

另外,参数辨识可以采用离散和连续的形式。

离散参数辨识技术用于识别作用先前执行的特定操作的控制器参数。

而连续参数辨识技术可以用于确定系统模型中存在的不确定参数。

另外还可以使用基于仿真的方法来进行参数估计。

如果模型精确无误,参数估计使用仿真可以使得误差更小。

仿真技术也可以用来评估多种参数估计技术之间的性能差异,以选择最佳技术模型。

为了确保设计的参数辨识系统准确有效,还需将系统的状态和控制参数进行校正,以提高系统的可靠性和精度。

它的实施也需要明确定义控制器参数,并提出修正措施以提高系统的性能。

最后,参数辨识的结果需要定期进行验证,确保参数有效。

因此,系统需要一个可靠的收敛实现非常重要,以确保长期控制策略的可靠性。

总而言之,本文讨论了自适应控制系统参数辨识的基本原理、实现方法以及校正措施。

参数辨识的实施可以促进有效的控制策略的开发,使设计的控制系统能够自我调整以获得最佳的性能。

_系统辩识与自适应控制_课程教学改革探讨

_系统辩识与自适应控制_课程教学改革探讨

《系统辩识与自适应控制》是工科自动化专业的一门专业拓展课程, 是传统控制理论发展的高级阶段,在自动化专业课程体系中占有重要地 位,该课程理论性强,内容丰富,涉及知识面宽以及技术发展更新快 。本 文根据笔者在教学改革实践中遇到的一些问题,分析了该门课程的特 点和教学目的,提出了教学实践过程中采用的一些具体解决方法和措施。
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《系统辩识与自适应控制》课程教学改革探讨
淮阴工学院电子与电气工程学院 王建国
[摘 要]本文根据《系统辨识与自适应控制》课程的特点,探讨了该课程教学中存在的问题。通过教学实践和课程建设,总结了一些 有效的教学改革措施,并且在文中作了具体的分析和介绍,其中包括优化教学内容、改进教学方法和手段以及重视实践教学改革探索。 [关键词]教学改革 系统辨识与自适应控制 实践教学 理论教学
1.课程特点及教学目的
目前,《系统辨识与自适应控》制理论日趋成熟,并被广泛应用于国 民经济和国防建设的各个工程技术领域,包括航天、航空、机器人、各种 工业过程、环境保护、生物工程以及社会经济与管理等。而且,作为一种 普遍的思想,该理论已成为众多先进控制技术如预测控制、滑模变结构 控制、神经网络控制、模糊控制以及鲁棒控制等的研究基础;反过来,这 些技术又推动了此学科理论体系、内容以及技术的快速更新 。面对这 种情况,学生经常感到不知所措,普遍缺乏学好该门课程的信心。
2.1 优化理论教学内容 “系统辨识”和“自适应控制”是两门紧密联系的学科,其理论经过 半个多世纪的充实和完善,已经形成了较为完善的理论体系。至今,国 内外已出版了几十种有关这两门学科的书籍,多数是将它们单独成书, 而将两者融合的教材则很少,因此精心选择合适的教材是非常重要的。 通过选择合适的教材,教师和学生都能接触到先进的思想和理念,这必 将对于学生对课堂的学习和能力的提高有很大的帮助。同时,授课教材 也并不能局限于指定的某本教材,还应选用知识互补,具有不同优势的 教材作为学生的参考书,以帮助学生更好理解本课程。 此外,由于不同高校的专业培养计划课时以及学生素质的差异,致 使选定教材与我校人才培养要求存在一些内容差异,教材相关知识点 也存在一些重复或漏缺。例如,教材对系统辨识的最小二乘算法进行讲 述时,多是从各个具体不同的算法分别给出所使用的模型类,但是这样 做不仅使得理论缺乏内在的逻辑性,而且使得学生对模型的特理意义 不清楚。因此,讲述最小二乘辨识算法之前,我补充讲解了随机模型,并 且基于此很自然地推导出各种最小二乘算法所使用的模型,这种做法 不仅使得学生易于接受相关概念,更重要的是让学生从更高层次体会 到各种不同的最小二乘类辨识方法的内在联系。不过,后续的闭环系统 的辨识和系统辨识的发展基本同教材保持一致。 另外,教材中有些内容难度较大,已超出了教学大纲的要求,如多 变量自校正控制;还有些内容在工程实践中很少应用,如系统辨识的随 机逼近法、极大似然法和预报误差法等。为此,我对教材内容进行了适 当调整,删除上述内容,同时还简化了一部分内容,如经典辨识法和模 型的结构辨识等。这样做突出了该门理论的基本内涵及其应用,以满足 教学大纲的要求。 2.2 改进教学方法和手段 良师应该能够根据具体的受教育和不同的课程进行有针对性的教 学,如果不管什么人,什么场合,教学方法和手段一律雷同,就不可能有 好的教学效果。为此,笔者根据我校学生基础知识相对较差以及本课程 自身的特点采取了一系列的改进措施。课堂上采用启发式教学方法以 激发学生的学习主动性,注重教与学的融合,强调学生的参与意识,调 动学生积极思考,激发求知欲,提高教学效率,具体方法很多,可采用设 疑法达到此目的。善教者必善问,怎样设疑,于何处设疑往往会影响学 生思维的品质。如笔者讲述自适应控制时会提出一个问题:在家洗太阳 能热水澡,不同的季节,甚至同一季节不同的天气,调节水龙头控制水 温时,热水阀的位置一样吗?为什么?通过这样一个简单的日常生活问 题,很自然地引出自适应控制产生的现实背景。在此基础上,我们可适 时调控,引导学生进一步思考:如何及时发现被控对象所处的环境或特 性发生变化呢?于是很自然地引出需要辨识对象的动态特性,这样会加 深学生对系统辨识和自适应控制两门理论紧密联系的理解;还可进一 步设问:如何保证对快速的被控对象动态特性进行辨识,从而适时地调
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XXXXXXXXXX系统辨识与自适应控制课程论文题目:自适应控制综述与应用课程名称:系统辨识与自适应控制院系:自动化学院专业:自动化班级:自动化102姓名: XXXXXX学号: XXXXXXXXX课程论文成绩:任课教师: XXXXX2013年 11 月 15 日自适应控制综述与应用一.前言对于系统辨识与自适应控制这门课,前部分主要讲了系统辨识的经典方法(阶跃响应法、频率响应法、相关分析法)与现代方法(最小二乘法、随机逼近法、极大似然法、预报误差法)。

对于系统辨识,简单的说就是数学建模,建立黑箱系统的输入输出关系;而其主要分为结构辨识(n)与参数辨识(a、b)这两个任务。

由于在课上刘老师对系统辨识部分讲的比较详细,在此不再赘述,下面讨论自适应控制部分的相关内容。

对于自适应控制的概念,我觉得具备以下特点的控制系统,可以称为自适应控制系统:1、在线进行系统结构和参数辨识或系统性能指标的度量,以便得到系统当前状态的改变情况。

2、按一定的规律确定当前的控制策略。

3、在线修改控制器的参数或可调系统的输入信号。

二.自适应控制综述1.常规控制系统与自适应控制系统比较(1)控制器结构不同在传统的控制理论与控制工程中,常规控制系统的结构主要由控制器、控制对象以及反馈控制回路组成。

而自适应控制系统主要由控制器、控制对象、自适应器及反馈控制回路和自适应控制回路组成。

(2)适用的对象与条件不同传统的控制理论与控制工程中,当对象是线性定常、并且完全已知的时候,才能进行分析和控制器设计。

无论采用频域方法,还是状态空间方法,对象一定是已知的。

这类方法称为基于完全模型的方法。

在模型能够精确地描述实际对象时,基于完全模型的控制方法可以进行各种分析、综合,并得到可靠、精确和满意的控制效果。

然而,有一些实际被控系统的数学模型是很难事先通过机理建模或离线系统辨识来确知的,或者它们的数学模型的某些参数或结构是处于变化之中的.对于这类事先难以确定数学模型的系统,通过事先整定好控制器参数的常规控制往往难以对付。

面对上述系统特性未知或经常处于变化之中而无法完全事先确定的情况,如何设计一个满意的控制系统,使得能主动适应这些特性未知或变化的情况,这就是自适应控制所要研究解决的问题.自适应控制的基本思想是:在控制系统的运行过程中,系统本身不断地测量被控系统的状态、性能和参数,从而“认识”或“掌握”系统当前的运行指标并与期望的指标相比较,进而作出决策,来改变控制器的结构、参数或根据自适应规律来改变控制作用,以保证系统运行在某种意义下的最优或次优状态。

按这种思想建立起来的控制系统就称为自适应控制系统。

直观地讲,自适应控制器是这样一种控制器,能修正自己的特性以响应过程和扰动的动力学特性的变化。

自适应控制的基本思想是:在控制系统的运行过程中,系统本身不断的测量被控系统的状态、性能和参数,从而“认识”或“掌握”系统当前的运行指标并与期望的指标相比较,进而做出决策,来改变控制器的结构、参数或根据自适应规律来改变控制作用,以保证系统运行在某种意义下的最优或次优状态。

按这种思想建立起来的控制系统就称为自适应控制系统。

自适应控制是主动去适应这些系统或环境的变化,而其他控制方法是被动地、以不变应万变地靠系统本身设计时所考虑的稳定裕度或鲁棒性克服或降低这些变化所带来的对系统稳定性和性能指标的影响。

好的自适应控制方法能在一定程度上适应被控系统的参数大范围的变化,使控制系统不仅能稳定运行,而且保持某种意义下的最优或接近最优。

自适应控制也是一种基于模型的方法,与基于完全模型的控制方法相比,它所以来的关于模型和扰动的先验知识比较少,自适应控制策略可以在运行过程中不断提取有关模型的信息,自动地使模型逐渐完善。

(3)各自特点不同由于结构与使用的对象的不同,也就决定二者有不同的特点。

1)一般反馈控制主要适用于确定性对象或可以预知的对象,而自适应控制主要研究具有不确定性的对象或难以确知的对象。

2)一般反馈控制具有较强的抗干扰能力,能够消除状态扰动所引起的系统误差;而自适应控制由于具有辨识对象和在线修改参数的能力,因而不仅能消除状态扰动引起的系统误差,而且还能消除系统结构扰动引起的系统误差。

3)一般反馈控制系统的设计必须依赖系统特性的数学模型及其环境变化状况,而自适应控制系统设计则对数学模型的依赖很小,仅需要较少的验前知识,但自适应控制的实现往往更多地依靠计算机技术。

4)自适应控制是较为复杂的反馈控制,它在一般反馈控制的基础上增加了自适应控制环节或系统参数辨识器,另外还附加了一个可调系统。

2.自适应控制系统的研究方法分类因设计的原理和结构的不同,自适应控制系统大致可分为如下几种主要形式:变增益控制、模型参考自适应控制系统、自校正控制系统。

(1)变增益控制(Gain Scheduling)变增益控制的结构和原理比较直观,调节器按被控系统的参数已知变化规律进行设计。

当参数因工作情况和环境等变化而变化时,通过能测量到反映系统当前状态的系统变量,比照对系统的运行的要求(或性能指标),经过计算并按规定的程序来改变调节器的增益结构。

这种系统虽然仅仅是对增益的变化进行自适应调节,难以完全克服系统模型未知或模型参数变化带来的影响以实现完善的自适应控制,但是由于系统结构简单,响应迅速,所以在许多实际系统中得到应用。

图1 变增益自适应系统原理框图(2)模型参考自适应控制系统 MRAS(Model Reference Adaptive Control)模型参考自适应控制系统源于确定性伺服问题,它由两个环路所组成。

内环由调节器与被控系统组成可调系统,外环由参考模型与自适应机构组成。

这种适应控制系统已有较成熟的分析综合理论和方法。

模型参考适应控制系统最初是为设计飞机自动驾驶仪而提出的,初期阶段由于技术上的困难而未能得到广泛应用。

随着微型计算机技术的发展,这种系统的实现已较容易。

模型参考适应控制技术已在飞机自动驾驶仪、舰船自动驾驶系统、光电跟踪望远镜随动系统、可控硅调速系统和机械手控制系统等方面得到应用。

在模型参考适应控制系统中,自适应环节常是非线性的。

如果设计不当,可能使整个系统失去稳定。

自适应律的合理设计是模型参考系统设计中的核心问题。

为使系统稳定工作,可采用李雅普诺夫直接法或波波夫超稳定性理论的概念和方法来设计自适应律。

y图2 模型参考自适应控制系统结构图(3)自校正控制系统STC(Self-tuning Control)自校正控制系统又称自优化控制、参数自适应系统或模型辨识自适应控制。

典型的自校正控制系统如图3所示。

它源于随机调节问题,该系统有两个环路,一个环路由参数可调的调节器和被控系统所组成,称为内环,它类似于通常的反馈控制系统;另一个环路由递推参数估计器与调节器参数计算环节所组成,称为外环。

自校正控制系统与其它自适应控制系统的区别为其有一显性进行系统辨识和控制器参数计算(或设计)的环节这一显著特征。

自校正控制的思想是将在线参数估计与调节器的设计有机的结合在一起。

自适应控制常常兼有随机性、非线性和时变等特征,内部机理也相当复杂,所以分析这类系统十分困难。

目前,已被广泛研究的理论课题有稳定性、收敛性和鲁棒性等,但取得的成果与人们所期望的还相差甚远。

r图3 自校正控制系统结构图三.自适应控制方法在工业生产等领域的应用目前,自适应控制已经广泛应用于许多领域。

例如:机器人操作,飞机、导弹、飞船及火箭的控制,工业过程,生物工程等等,并逐渐渗透到经济管理、交通、通信等各个领域。

随着对控制系统要求的不断提高和计算机技术的不断发展,自适应控制理论和技术也将得到不断的更新与完善,且其应用前景会十分广阔。

1.自适应控制在城市交通管理中的应用城市交通系统,通常具有很强的非线性、模糊性和不确定性。

城市交通信号控制自1868 年英国伦敦首次使用燃汽式信号灯以来,已经经历了一个多世纪的发展。

随着计算机技术和其它信息技术的发展,交通控制技术也得到相应的发展,经历了从单点控制到线控、再到面控,从定时控制到感应控制、再到自适应控制,从无检测器到有检测器的发展过程。

从控制原理上来分,交通控制可以分为定时控制、感应控制和自适应控制。

可以说,自适应控制方式是较其它两种更为先进的控制方式。

城市交通自适应控制是当前交通控制一个热点,因为,自适应控制是把交通系统作为一个不确定系统,通过检测器获得交通信息(如车流量、速度等),根据当前的交通状况,建立交通模型,实时调整信号控制参数,使得研究领域内的某一指标最小。

即逐渐了解和掌握对象,把它们与希望的动态特性进行比较,利用差值得到相应的控制参数,从而保证不论交通环境如何变化,都可使控制效果达到最优或次最优。

2.自适应控制在变速风力发电系统中的应用针对变速风力发电系统提出了一种自适应反馈线性化控制器。

该控制器通过对涡轮轴转矩的自适应估算,将其作为参考转矩提供给磁场定向控制的鼠笼式异步电机。

异步电机通过变速箱与涡轮轴相连接。

反馈线性化控制器用于保持涡轮转速与用户自定义的辅助输入量的线性关系。

控制器的参考转速是风速的函数,它的选择随风力状况的变化而变化,目的是为了获取最大风能。

仿真结果表明,该控制器能够获取最大可用风能,控制效果良好。

对一种自适应控制策略,由成本较低的鼠笼式异步电机代替双馈异步电机。

该系统采用李雅普诺夫参考模型自适应控制算法,风力状况一旦发生改变,自适应控制器便持续估算被控装置的不确定参数,同时,反馈线性化模块利用这些估算出的参数消除被控装置的非线性,自适应控制器按照线性控制理论设计。

非线性风力发电系统的仿真结果表明,控制效果良好。

3. 航天航空、航海和特种汽车无人驾驶随着飞机性能的不断提升,尤其是宇宙飞船的出现,航天航空领域对自适应控制的兴趣日益增加。

辛辛那提大学的Slater G.L.利用自适应方法大大改善了飞机在起飞阶段的爬升性能预测,这有利于飞机在爬升过程中与空中的其他飞行器合流。

美国宇航局的Gupta Pramod等提出了利用贝叶斯方法查证将基于神经网络的自适应方法用于现代巡航导弹控制的安全与可靠性,并给出了在NASN的智能飞行控制系统中的模拟结果。

4. 电力系统的控制电力系统是一个典型的高维数、强非线性的的复杂系统,它的数学模型中包含了众多不确定参数和难以建模的动态过程。

自适应策略在电力系统控制中的应用主要包括锅炉蒸汽温度和压力调节、蒸汽轮机与燃气轮机的优化控制、发电机励磁系统控制、电力系统稳定器控制、互联电气系统发电量控制等方面。

5. 工业过程控制工业过程自20世纪30年代后期以来已越来越依靠自动化装置,反馈控制是通用的控制方法,经历了从比例控制到智能控制的发展历程。

最近30多年,自适应策略在工业过程控制中广泛的应用,主要包括化工过程、造纸过程、食品加工过程、冶金过程、钢铁制造过程、机械加工过程等应用领域。

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