Page 90 - 当代控制理论及应用技术概论

当代控制理论及应用技术概论
Introduction to Contemporary Control Theory and Applied Technology

1958 年，Kalman 发表了一篇文章——自最优控制系统的设计，首先提出
了自校正控制思想。1970 年，Peterla 把这一原理推广到参数未知但恒左的线
性离散时间单输入——单输出系统。到 1973 年，瑞典隆德工学院的 Astrom 和
Wittenmark 提出了最小方差自校正调节器。1975 年，英国牛津大学的 Clark 和
Gawthrop 提出了广义最小方差自校正控制器，克服了自校正调节器的主要缺点，

受到了普遍重视。
第二阶段（1976—1980 年）：基于次最优设计思想的自校正调肖器的设计。
1976 年，英国剑桥大学的 Edrounds 提出了极点配置自校正控制技术。除了

最优性这一指标外，这种方案在英它方面都超过了上述自校正器。这种方案在系
统具有非线性和严重不确泄时，自校正控制还存在一些问题，如自校正控制器结
构过去复杂等。
第三阶段（1980 年 ~）：基于神经网络的自校正控制器的设计。
80 年代初期以来，讯速发展起来的神经网络显示出它在解决高度非线性和

严重不确左系统的控制方面的巨大潜力，英吸引力在干：能够充分福近任意复杂
的非线性关系：能够学习与适应严重不确左性系统的动态特性：有高度的鲁棒性
和容错能力和并行分布处理能力。

4. 模型参考自适应控制系统（MARC）发展概况
模型参考自适应控制系统由以下几部分组成，即参考模型、被控对象、反
馈控制器和调整控制器参数的自适应机构等部分组成，设计这类自适应控制系统
的核心问题是如何综合自适应调整律，即自适应机构所应遵循的算法。关于自适
应调整律的设计目前存在两类不同的方法。其中一种称为局部参数最优化地方法，

即利用梯度或其他参数优化的第推算法，求得一组控制器的参数，使得某个预定
的性能指标，如 J= ∫ e2（t）dt，达到最小。最早的 MIT 自适应律就是利用这种
方法求得的。这种方法的缺点是不能保证参数调整过程中，系统总是稳定的。自

适应律的另一种设计方法是基于稳定性理论的方法，其基本思想是保证控制其参
数自适应调节过程是稳定的，然后再尽量是这个过程收敛快一些。由于自适应控
制系统是本质非线性的，因此这种自适应律的设计自然要采用适用于非线性系统
的稳定理论。Lyapunov 稳定性理论和 Popov 的超稳定性理论都是设计自适应律的
有效工具。由于保证系统稳定是任何闭环控制系统的基本要求，所以基于稳定性

理论的设计方法引起了更为广泛的关注。

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