多模型魯棒自適應(yīng)控制及其在風(fēng)洞系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、對(duì)于目前的自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,自適應(yīng)控制器的階數(shù)一般都與被控對(duì)象的階數(shù)有關(guān),當(dāng)系統(tǒng)階數(shù)較高時(shí)就需要采用高階控制器,這給實(shí)際應(yīng)用帶來了實(shí)施難度而實(shí)際中人們總希望使用低階控制器,這是因?yàn)樗挠布收仙?、?jì)算量小和實(shí)時(shí)性強(qiáng),此外它還易于理解和應(yīng)用。對(duì)于復(fù)雜的工業(yè)過程,當(dāng)被控系統(tǒng)模型參數(shù)未知或發(fā)生緩慢時(shí)變時(shí),可以采用常規(guī)自適應(yīng)方法進(jìn)行控制器的設(shè)計(jì)。但是當(dāng)邊界條件改變、子系統(tǒng)故障、外界干擾等多種因素常常導(dǎo)致被控系統(tǒng)從一個(gè)工作區(qū)域變到另一個(gè)工作

2、區(qū)域,這時(shí)系統(tǒng)參數(shù)往往發(fā)生大范圍跳變,導(dǎo)致辨識(shí)算法的收斂速度減慢,無法得到令人滿意的控制效果。因此研究如何用低階模型設(shè)計(jì)低階控制器來控制高階被控對(duì)象,如何實(shí)現(xiàn)參數(shù)跳變系統(tǒng)的穩(wěn)定自適應(yīng)控制,具有重要的意義。
　　 本文將魯棒自適應(yīng)控制與多模型切換控制相結(jié)合,提出了一種多模型魯棒自適應(yīng)控制算法。魯棒自適應(yīng)控制器保證系統(tǒng)存在未建模動(dòng)態(tài)時(shí)能夠使自適應(yīng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,引入的多模型策略保證系統(tǒng)參數(shù)跳變時(shí)具有良好的暫態(tài)性能,最后以國內(nèi)某風(fēng)洞系統(tǒng)

3、為背景進(jìn)行了仿真研究。本文的主要工作如下:
　　 (1)針對(duì)一類離散時(shí)間多變量系統(tǒng),將魯棒自適應(yīng)控制與多模型自適應(yīng)控制相結(jié)合,設(shè)計(jì)了多模型魯棒自適應(yīng)控制器。該控制器由多個(gè)魯棒自適應(yīng)控制器組成,其中的魯棒控制器是針對(duì)低階模型設(shè)計(jì)的,當(dāng)控制模型參數(shù)未知的高階多變量系統(tǒng)時(shí),在有界未知干擾的作用下能夠保證自適應(yīng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)參數(shù)跳變時(shí)引入多模型策略,將系統(tǒng)參數(shù)的可能變化區(qū)域劃分為多個(gè)子區(qū)域,在每個(gè)子區(qū)域內(nèi)分別建立系統(tǒng)模型構(gòu)成多模型集

4、,針對(duì)各個(gè)子模型設(shè)計(jì)魯棒自適應(yīng)控制器,基于性能指標(biāo)選取最優(yōu)控制器進(jìn)行控制。該控制器可以有效解決非最小相位系統(tǒng)的控制問題。仿真結(jié)果表明所提出的多模型魯棒自適應(yīng)控制器能夠加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度,提高系統(tǒng)的暫態(tài)性能。
　　 (2)國內(nèi)某風(fēng)洞是引射式跨音速風(fēng)洞,具有氣源容量小、吹風(fēng)時(shí)間短、對(duì)暫態(tài)響應(yīng)的要求高等特性,常規(guī)控制方法難以得到良好的控制效果。本文采用多模型魯棒自適應(yīng)控制器對(duì)風(fēng)洞系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究,仿真結(jié)果表明多模型魯棒自適應(yīng)控制算法