现代控制理论应用 00-----.pptx

现代控制理论简单应用;控制理论的产生和发展;1、 状态空间描述 2、系统的运动与离散化 3、系统的能控性与能观性 4、系统的状态反馈与状态观测器 5、系统的李亚普诺夫稳定性理论;现代控制理论的基本理论 ;韦氏字典指出“ 适应指改变其自身, 使得其行为适合于新的或者已经改变了的环境。”自适应控制就是具有适应能力的控制器, 即能改变控制器自身的控制系统。 自适应控制除了一般控制系统有的反馈回路外, 还有一个用以改变控制器自身的内回路, 称为适应机构。由于增加了这个适应回路，使控制器能在线地降低被控对象或环境变化的不确定性影响。它体现了一种“ 以动制动”的思想。; 任何一个动态系统，通常都具有程度不同的不确定性。这种不确定性因素的产生主要由于：;以上两者又称为不确定性的（或随机的）环境因素。;⑶ 系统数学模型的参数甚至结构??有不确定性。如导弹控制系统中气动力参数随导弹飞行高度、速度、导弹质量及重心的变化而变化。; 在只存在不确定环境因素，但系统模型具有确定性的情况下，这是随机控制需要解决的问题；而自适应控制是解决具有数学模型不确定性为特征的最优控制问题。这时如果系统基本工作于确定环境下，则称为确定性自适应控制；如果系统工作于随机环境下，则称为随机自适应控制。; 自适应控制的提法可归纳为：在系统数学模型不确定的条件下（工作环境可以是基本确定的或是随机的），要求设计控制规律，使给定的性能指标尽可能达到及保持最优。; 最早的自适应控制方案是在五十年代末由美国麻省理工学院怀特克(Whitaker )首先提出飞机自动驾驶仪的模型参考自适应控制方案。自适应控制是自动控制领域中的一个新分支，几十多年来取得了很大的发展，并得到了广泛的重视。; 到目前为止，在先进的科技领域出现了许多形式不同的自适应控制方案，但比较成熟并已获得实际应用的可以概括成两大类： ⑴ 模型参考自适应控制； ⑵ 自校正控制。; 自校正控制基于对被控对象数学模型的在线辨识，然后按给定的性能指标在线地综合最优控制的规律。它与一般确定性或随机性最优控制的差别是增加了被控制对象的在线辨识任务，它是系统模型不确定情况下的最优控制问题的延伸，可用于导弹控制。; 通过一定的控制算法，按某一性能指标不断地形成最优控制作用。调节器的常用算法有最小方差、希望极点配置、二次型指标等。其中，以用最小二乘法进行参数估计，按最小方差来形成控制作用的自校正控制最为简单，并在战术导弹控制中获得了实际应用。;在控制系统分析中，经常使用如下两类数学模型：;⑵ 状态空间模型：用连续或离散的状态方程表示。常用来描述比较复杂的系统，更适合于描述非时变系统。; 自适应PID控制吸收了自适应控制与常规PID控制器两者优点。有能够适应被控过程参数变化又具有结构简单、鲁棒性好、可靠性高的优点，而使其成为过程控制的一种较理想的自动化装置。