自適應(yīng)控制

前言

　　隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用一自適應(yīng)控制無(wú)論是在理論上還是在應(yīng)用上都取得了很大的進(jìn)展，它已成為現(xiàn)代控制理論中一個(gè)十分活躍的重要的學(xué)科領(lǐng)域。本書(shū)系統(tǒng)地介紹了自適應(yīng)控制最基本的理論知識(shí)和設(shè)計(jì)方法，以及一些實(shí)際應(yīng)用例子，旨在為讀者進(jìn)一步學(xué)習(xí)、深入了解自適應(yīng)控制的研究成果和進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。　　本書(shū)共分為7章。第l章是概論，主要介紹自適應(yīng)控制的研究對(duì)象和特點(diǎn)、自適應(yīng)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和主要類型以及自適應(yīng)控制理論和應(yīng)用概況。第2章介紹一些常用的系統(tǒng)辨識(shí)方法，研究如何從觀測(cè)到的含有噪聲的系統(tǒng)輸入、輸出數(shù)據(jù)中提取對(duì)象的數(shù)學(xué)模型以及數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用場(chǎng)合和方式。第3章介紹自校正控制系統(tǒng)，包括自校正調(diào)節(jié)器、自校正控制器、極點(diǎn)配置自校正控制器、多變量自校正控制以及自校正PID控制器。第4章和第5章主要介紹模型參考適應(yīng)控制系統(tǒng)的基本原理和設(shè)計(jì)。第6章簡(jiǎn)單介紹其他形式的自適應(yīng)控制系統(tǒng)，包括模糊自適應(yīng)控制系統(tǒng)、具有人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)和自適應(yīng)逆控制等。第7章是應(yīng)用舉例。

內(nèi)容概要

　　本書(shū)主要介紹自適應(yīng)控制系統(tǒng)的工程控制理論、設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用實(shí)例?！　∪珪?shū)共7章。第1章主要介紹自適應(yīng)控制的作用、結(jié)構(gòu)、類型和應(yīng)用概況，第2章介紹一些常用的系統(tǒng)辨識(shí)方法，第3章介紹自校正控制系統(tǒng)，第4章和第5章主要介紹模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)的基本原理和設(shè)計(jì)，第6章介紹其他形式的自適應(yīng)控制系統(tǒng)，第7章是應(yīng)用舉例。　　本書(shū)既可作為自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)以及相關(guān)專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的教材，也可供相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員閱讀。

書(shū)籍目錄

第1章 概論§1.1 自適應(yīng)控制系統(tǒng)的研究對(duì)象和特點(diǎn)§1.2 自適應(yīng)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和分類§1.3 自適應(yīng)控制的主要理論問(wèn)題§1.4 自適應(yīng)控制的應(yīng)用概況第2章 實(shí)時(shí)參數(shù)估計(jì)§2.1 系統(tǒng)辨識(shí)的基本內(nèi)容§2.2 隨機(jī)過(guò)程概論§2.3 經(jīng)典的辨識(shí)方法§2.4 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述§2.5 線性參數(shù)模型最小二乘估計(jì)§2.6 線性參數(shù)模型極大似然估計(jì)§2.7 遞推算法的收斂性§2.8 各種估計(jì)方法的選用和初步比較§2.9 過(guò)程模型結(jié)構(gòu)辨識(shí)§2.10 閉環(huán)參數(shù)估計(jì)第3章 自校正控制系統(tǒng)§3.1 概述§3.2 Diophantine方程§3.3 最小方差調(diào)節(jié)器§3.4 自校正調(diào)節(jié)器§3.5 廣義最小方差控制§3.6 自校正控制器§3.7 極點(diǎn)配置白校正調(diào)節(jié)器§3.8 極點(diǎn)配置自校正控制器§3.9 多變量自校正控制§3.10 自校正PID控制器第4章 模型參考適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)§4.1 Lyapunov穩(wěn)定性理論§4.2 正實(shí)引理及其應(yīng)用§4.3 超穩(wěn)定性理淪第5章 模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)§5.1 概述§5.2 局部參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)§5.3 基于Lyapunov穩(wěn)定性理論的設(shè)計(jì)方法§5.4 基于超穩(wěn)定性理論的狀態(tài)方程設(shè)計(jì)方法§5.5 模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)的魯棒性問(wèn)題第6章 其他形式的自適應(yīng)控制系統(tǒng)§6.1 模糊自適應(yīng)控制系統(tǒng)§6.2 具有人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)§6.3 自適應(yīng)逆控制第7章 自適應(yīng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用§7.1 船舶駕駛的自適應(yīng)控制§7.2 溫度自校正控制§7.3 工業(yè)自適應(yīng)控制器及其應(yīng)用§7.4 飛機(jī)自適應(yīng)駕駛儀參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 概論　　§1.1 自適應(yīng)控制系統(tǒng)的研究對(duì)象和特點(diǎn)　　1.1.1 自適應(yīng)控制問(wèn)題的提出　　在控制工程中，有各種各樣的被控對(duì)象，它們的結(jié)構(gòu)、復(fù)雜程度和環(huán)境條件可能各不相同，但對(duì)它們施加控制的目的卻是基本相同的，都是為了使它們的狀態(tài)或運(yùn)動(dòng)軌跡符合某個(gè)預(yù)定要求，即使被控對(duì)象的運(yùn)行性能滿足預(yù)定的性能指標(biāo)。被控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)或運(yùn)動(dòng)軌跡稱為被控過(guò)程，或簡(jiǎn)稱為過(guò)程。顯然，過(guò)程不僅與被控系統(tǒng)本身有關(guān)，還與對(duì)象所處的環(huán)境有關(guān)。因此，在綜合控制作用時(shí)，必須把對(duì)象和它所處的環(huán)境統(tǒng)一地加以考慮。本書(shū)把被控對(duì)象和它所處的環(huán)境稱為被控系統(tǒng)，由被控系統(tǒng)及其控制器所組成的整體稱為控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱系統(tǒng)。過(guò)程和被控系統(tǒng)并沒(méi)有什么本質(zhì)差別，只是強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)不同而已?？刂葡到y(tǒng)的組成如圖1—1—1所示。　　如果過(guò)程的脈沖響應(yīng)函數(shù)或傳遞函數(shù)已知，可以用經(jīng)典控制理論設(shè)計(jì)控制器，使控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程指標(biāo)（超調(diào)量、振蕩次數(shù)、調(diào)節(jié)時(shí)間）、通頻帶等滿足要求。如果過(guò)程的運(yùn)動(dòng)方程已知，可以用最優(yōu)控制理論設(shè)計(jì)最優(yōu)控制器，使控制系統(tǒng)的某項(xiàng)性能指標(biāo)最優(yōu)。然而實(shí)際上在許多工程中，被控對(duì)象或過(guò)程的數(shù)學(xué)模型事先是難以確定的，即使在某一條件下被確定了的數(shù)學(xué)模型，在工況和條件改變后，其動(dòng)態(tài)參數(shù)乃至于模型的結(jié)構(gòu)仍經(jīng)常發(fā)生變化。例如飛機(jī)由于近地點(diǎn)和高空的空氣密度不同，其動(dòng)力學(xué)特性變化很大，因此，其控制特性隨高度、飛行速度的不同而變化，一些參數(shù)的變化率可達(dá)10％～50％；導(dǎo)彈在飛行過(guò)程中，其質(zhì)量和重心位置會(huì)隨著燃料的消耗而改變，這也會(huì)影響其數(shù)學(xué)模型的參數(shù)。這種變化的例子在過(guò)程控制、電力拖動(dòng)、船舶控制和冶金過(guò)程等方面還有很多。　　……

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