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多变量系统的直接型模型参考自适应控制研究

作　者: 杨妍妍
导　师: 解学军
学　校: 曲阜师范大学
专　业: 运筹学与控制论
关键词: 高频增益矩阵相对阶直接型跟踪性能模型参考自适应控制估计误差非线性阻尼
分类号: TP273.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文主要研究了相对阶n^*=2的一般多变量系统的直接模型参考自适应控制方案以及一类相对阶n^*=3的特殊多变量系统的直接模型参考自适应控制方案控制问题.分为以下两部分:1.相对阶n^*=2的直接模型参考自适应控制方案考虑下列线性时不变系统这里G_p（s）是系统的传递函数,G_p（s）有一致的相对阶n^*=2,即lim_s→∞G_P（s）=K_p,其中高频增益矩阵K_p是有限且非奇异的.控制目标是设计输出反馈控制器u使得闭环系统的所有信号都一致有界,并且系统的输出可尽可能的跟踪下列参考模型的输出y_m其中参考模型的输入r（t）是一致有界的.为了实现该控制目标,第二章提出的系统假设和参考模型假设是必要的.该部分应用模型参考自适应律,对于相对阶为n^*=2一般系统,分别在LDU和LDS分解的基础上把系统的参数化问题分解成m个单输入单输出（SISO）模型参考自适应控制（MRAC）,并严格分析了闭环系统的稳定性与跟踪性能.仿真例子验证了控制方案的有效性. ’2.相对阶n^*=3的直接模型参考自适应控制方案考虑与相对阶n^*=2相同的系统,但这里传递函数矩阵G_p（s）有一致的相对阶n^*=3,即lim_s→∞s³G_p（s）=K_p,其中高频增益矩阵K_p是有限且非奇异的上三角矩阵.控制目标是设计输出反馈控制器u使得闭环系统的所有信号都一致有界,并且系统的输出y尽可能的跟踪参考模型的输出y_m.为了实现该控制目标,第三章提出的系统假设和参考模型假设是必要的.对于相对阶n^*=3的系统,其设计的难点在于,若仿照相对阶n^*=2的系统来设计反馈控制器,在其控制器中出现不可测的（?）,这样得到的控制器不可实现,且此控制器的选取是不可行.针对相对阶n^*=3的系统,基于稳定性考虑,我们在控制器中引入’非线性阻尼’项,通过设计’非线性阻尼’项来抵消控制器中的不可测量,得到一闭环系统.基于该系统,给出了一种自适应输出反馈控制器的设计方案.证明了闭环系统的所有信号都有界,且每一个子系统的输出收敛于零.仿真例子验证了控制方案的有效性.

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-14
  1.1 自适应控制的研究概述  10-11
  1.2 模型参考自适应控制的研究概述  11-12
  1.3 多变量系统自适应控制的研究现状  12
  1.4 本文的主要工作  12-14
第二章基于HFG矩阵K_p分解的相对阶n~*=2的多变量系统的直接模型参考自适应控制  14-30
  2.1 引言  14
  2.2 预备知识  14-16
  2.3 问题的提出  16-18
  2.4 基于K_p=L_pD_pU_p分解的自适应控制器的设计  18-24
  2.5 基于K_p=L_2D_2S_2分解的自适应控制器的设计  24-27
  2.6 仿真例子  27-29
  2.7 结论  29-30
第三章基于HFG矩阵K_p分解的相对阶n~*=3的多变量系统的直接模型参考自适应控制  30-45
  3.1 引言  30
  3.2 问题的提出  30-32
  3.3 基于K_p=S_pD_pU_p分解的自适应控制器的设计  32-34
  3.4 增益矩阵分解  34-40
  3.5 主要结果  40-42
  3.6 仿真例子  42-44
  3.7 结论  44-45
结束语  45-46
参考文献  46-51
致谢  51

多变量系统的直接型模型参考自适应控制研究

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