Page 105 - 当代控制理论及应用技术概论

第三章 自适应控制研究

根本出路，建立实际对象的低阶时变等效模型，并抓住几个特征参量，作为实施
智能自适应控制的基本依据。
②结构监控层：针对被控过程对象的结构性变化进行及时预测以及稳定化
和优化处理。首先，对于具有不稳定趋势的对象必须具有稳定性程度的监控。同
时，对稳定性和动态品质变化趋势不理想的系统，应及时进行稳定化和性能指标

优化处理，将其投影到一个比较理想的区域，从而减轻对参数估计层和控制执行
层的压力。
③参数估计层：同习惯上的参数估计具有根本的区别。首先，即使实际线

性定常高阶对象的结构，理论上讲完全可以用传统的方法进行参数辨识，但是由
于其阶次太高，理论上的算法在实际工程中往往都行不通。其次，假如实际对象
的结构未知，甚至结构、参数是时变的，传统的参数估计算法就更无法运用了。
本方法中参数估计的主要目标是，对一定结构的对象如何获取其特征模型，并对
等效的低阶（二阶或四价）时变差分方程的系数进行在线搜索和估计。

④控制执行层：所设计的控制律，要克服由于传统参数自校正控制在过渡
过程初期参数估计尚未收敛而容易引起输出响应波动的缺点，确保期望的动态性
能指标。

总之，智能自适应控制和智能控制方法的根本目的，就是要把控制工程师
对被控对象的分析和设计过程的理论与经验都融合到实际控制系统中在线实施。
图 3-1 的结构便是反映这一基本原理的一种初级实现形式。
（二）各个层次设计的基本要点
1. 特征模型知识库

（1）被控对象特征知识描述
被控对象的特征知识描述以其低阶时变等效模型为基础，具体包括如下 6
个特征参量：①滞后 τ；② 静态增益 D；③最小等效时间常数 Tmin；④等效阻

尼 ξ；⑤ 等效自然频率 ωn（或惯性系数 T=1/ωn）；⑥等效零点作用常数 Tz。
一般来说，只要抓住了上述六项特征参数，就可以对一类高阶定常的实际
对象实施有效的控制。
（2）特征模型知识获取
大量研究表明，特征模型的知识获取是有规律的，具体步骤如下：

①看对象的开环特性是否稳定。如果对象开环不稳定，就必须先进行广义

97
97