自適應控制

定義

        1、不論外界發(fā)生巨大變化或系統(tǒng)產(chǎn)生不確定性，控制系統(tǒng)能自行調整參數(shù)或產(chǎn)生控制作用，使系統(tǒng)仍能按某一性能指標運行在最佳狀態(tài)的一種控制方法。

        所屬學科：航空科技(一級學科) ；飛行控制、導航、顯示、控制和記錄系統(tǒng)(二級學科)

       2、采用自動方法改變或影響控制參數(shù)，以改善控制系統(tǒng)性能的控制。

       所屬學科：機械工程(一級學科) ；工業(yè)自動化儀表與系統(tǒng)(二級學科) ；自動控制器及系統(tǒng)-自動控制器及系統(tǒng)一般名詞(三級學科)

簡介 

        自適應控制的研究對象是具有一定程度不確定性的系統(tǒng)，這里所謂的“不確定性”是指描述被控對象及其環(huán)境的數(shù)學模型不是完全確定的，其中包含一些未知因素和隨機因素。

　　任何一個實際系統(tǒng)都具有不同程度的不確定性，這些不確定性有時表現(xiàn)在系統(tǒng)內部，有時表現(xiàn)在系統(tǒng)的外部。從系統(tǒng)內部來講，描述被控對象的數(shù)學模型的結構和參數(shù)，設計者事先并不一定能準確知道。作為外部環(huán)境對系統(tǒng)的影響，可以等效地用許多擾動來表示。這些擾動通常是不可預測的。此外，還有一些測量時產(chǎn)生的不確定因素進入系統(tǒng)。面對這些客觀存在的各式各樣的不確定性，如何設計適當?shù)目刂谱饔?，使得某一指定的性能指標達到并保持最優(yōu)或者近似最優(yōu)，這就是自適應控制所要研究解決的問題。

　　自適應控制和常規(guī)的反饋控制和最優(yōu)控制一樣，也是一種基于數(shù)學模型的控制方法，所不同的只是自適應控制所依據(jù)的關于模型和擾動的先驗知識比較少，需要在系統(tǒng)的運行過程中去不斷提取有關模型的信息，使模型逐步完善。具體地說，可以依據(jù)對象的輸入輸出數(shù)據(jù)，不斷地辨識模型參數(shù)，這個過程稱為系統(tǒng)的在線辯識。隨著生產(chǎn)過程的不斷進行，通過在線辯識，模型會變得越來越準確，越來越接近于實際。既然模型在不斷的改進，顯然，基于這種模型綜合出來的控制作用也將隨之不斷的改進。在這個意義下，控制系統(tǒng)具有一定的適應能力。比如說，當系統(tǒng)在設計階段，由于對象特性的初始信息比較缺乏，系統(tǒng)在剛開始投入運行時可能性能不理想，但是只要經(jīng)過一段時間的運行，通過在線辯識和控制以后，控制系統(tǒng)逐漸適應，最終將自身調整到一個滿意的工作狀態(tài)。再比如某些控制對象，其特性可能在運行過程中要發(fā)生較大的變化，但通過在線辯識和改變控制器參數(shù)，系統(tǒng)也能逐漸適應。

　　常規(guī)的反饋控制系統(tǒng)對于系統(tǒng)內部特性的變化和外部擾動的影響都具有一定的抑制能力，但是由于控制器參數(shù)是固定的，所以當系統(tǒng)內部特性變化或者外部擾動的變化幅度很大時，系統(tǒng)的性能常常會大幅度下降，甚至是不穩(wěn)定。所以對那些對象特性或擾動特性變化范圍很大，同時又要求經(jīng)常保持高性能指標的一類系統(tǒng)，采取自適應控制是合適的。但是同時也應當指出，自適應控制比常規(guī)反饋控制要復雜的多，成本也高的多，因此只是在用常規(guī)反饋達不到所期望的性能時，才會考慮采用。