基于模型參考的魯棒自適應(yīng)控制與自適應(yīng)容錯(cuò)控制.pdf

1、本文基于模型參考的設(shè)計(jì)方法，重點(diǎn)考慮了兩方面的內(nèi)容:模型參考魯棒自適應(yīng)控制與模型參考自適應(yīng)容錯(cuò)控制。
　　(一）基于穩(wěn)定性理論設(shè)計(jì)的多變量自適應(yīng)控制系統(tǒng)，所需要的假設(shè)條件往往相當(dāng)嚴(yán)格，因此，為了擴(kuò)展多變量自適應(yīng)控制的應(yīng)用范圍，放寬對被控對象的限制條件成為亟需解決的理論問題之一。對于不滿足假設(shè)的較復(fù)雜模型，可以進(jìn)行模型簡化，若簡化后的模型滿足系統(tǒng)假設(shè)，則使其作為被控系統(tǒng)的標(biāo)稱模型，然后再進(jìn)行自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)。模型簡化忽略掉的動(dòng)態(tài)，構(gòu)

2、成未建模動(dòng)態(tài)。簡化模型與原系統(tǒng)模型原則上要盡量接近，故可以對未建模動(dòng)態(tài)做適當(dāng)?shù)募s束。本文的工作之一就是，針對一大類具有未建模動(dòng)態(tài)、外界未知干擾和不確定參數(shù)的離散時(shí)間多變量線性系統(tǒng)，用輸入輸出的方法，憑借高頻增益矩陣分解，給出一種直接型模型參考魯棒自適應(yīng)控制方案。所設(shè)計(jì)控制算法在沒有使控制器結(jié)構(gòu)過度復(fù)雜的前提下，弱化了對高頻增益矩陣所要求的假設(shè)條件。并且，基于矩陣LDS分解引理，建立了一個(gè)重要推論，解決了如何定量確定離散自適應(yīng)修正算法中的

3、自適應(yīng)增益矩陣的取值范圍問題，避免已有結(jié)果中通過試湊法來選取自適應(yīng)增益矩陣的難題。并且，基于本文建立的一些離散時(shí)間多變量版本的關(guān)鍵技術(shù)性引理，比如，離散時(shí)間多變量指數(shù)加權(quán)范數(shù)關(guān)系引理和離散時(shí)間多變量交換引理，平行于連續(xù)時(shí)間模型參考魯棒自適應(yīng)的理論框架，系統(tǒng)地分析了閉環(huán)系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定和穩(wěn)態(tài)跟蹤性能。
　　其創(chuàng)新點(diǎn)是:
　　1)該部分建立了高頻增益矩陣分解引理的一個(gè)重要推論?；诖?，解決了如何定量確定自適應(yīng)增益矩陣的取值范圍問題

4、。原基于高頻增益矩陣分解的離散時(shí)間多變量模型參考自適應(yīng)控制方案，對于自適應(yīng)增益矩陣，只是給出了一個(gè)矩陣不等式約束條件，但該約束依賴于高頻增益的未知的因子矩陣，從而，在設(shè)計(jì)自適應(yīng)律時(shí)，難以確定自適應(yīng)增益矩陣的取值范圍。
　　2)該部分建立了離散時(shí)間多變量線性系統(tǒng)的指數(shù)加權(quán)范數(shù)關(guān)系引理、交換引理等關(guān)鍵性技術(shù)引理，為離散時(shí)間多變量系統(tǒng)的模型參考直接型自適應(yīng)控制方案的魯棒穩(wěn)定性與跟蹤性能的分析，鋪墊了新的理論基礎(chǔ)。
　?。ǘ┈F(xiàn)實(shí)中

5、的控制系統(tǒng)，在長時(shí)間的運(yùn)行過程中，由于系統(tǒng)元件的老化、磨損、誤操作等不確定因素，則可能發(fā)生各種不可預(yù)測的系統(tǒng)故障。本文的第二個(gè)工作就是，針對含不確定參數(shù)和執(zhí)行器故障的多輸入單輸出線性系統(tǒng)，基于本文建立的含跳變參數(shù)的交換引理，把應(yīng)用于定常系統(tǒng)的模型參考自適應(yīng)設(shè)計(jì)方法，推廣到因執(zhí)行器故障導(dǎo)致的含未知跳變參數(shù)的系統(tǒng)，給出了一種模型參考自適應(yīng)容錯(cuò)控制方案。該方案減少了對執(zhí)行器故障要求的一些潛在的先驗(yàn)信息，與現(xiàn)有結(jié)果相比，弱化了對于帶故障系統(tǒng)的最

6、小相位的假設(shè)條件，拓展了自適應(yīng)容錯(cuò)控制的應(yīng)用范圍。其思想的新穎之處在于，系統(tǒng)發(fā)生故障后，每一個(gè)未失效的執(zhí)行器都要分擔(dān)一部分控制任務(wù)，并同時(shí)克服一部分執(zhí)行器故障帶來的不良影響。所提出的自適應(yīng)容錯(cuò)控制方案，能夠保證閉環(huán)系統(tǒng)內(nèi)穩(wěn)定，并且使被控系統(tǒng)的輸出漸近跟蹤參考模型的輸出。
　　其創(chuàng)新點(diǎn)是:
　　建立了一種新的模型參考自適應(yīng)等效容錯(cuò)控制方案，該方案僅要求各系統(tǒng)輸入與系統(tǒng)輸出間的傳遞函數(shù)是最小相位的，現(xiàn)有的方案則要求系統(tǒng)的各個(gè)輸入