结构自适应控制方法的研究

论文摘要

传统的自适应控制器设计往往基于一个参数固定或者慢时变的系统模型，但在实际控制工程中，被控对象总是含有种种不确定因素，从而导致系统模型结构或参数的不确定。当这些不确定因素众多且不断变化而导致系统不确定性较大时，常规自适应控制中的辨识器难于跟随结构或参数的实际变化，造成模型不准确，使得自适应控制算法不能获得满意的控制效果。针对传统的参数自适应控制算法的这类弊端，人们提出结构自适应控制方法。本文将多模型的思想应用于结构自适应控制方法中，研究基于多模型的结构自适应控制方法，并利用大量的仿真试验验证所提方法是可行有效的。主要结果和创新表述如下：1．提出了利用假设检验的方法进行模型选择。在论述利用假设检验进行模型选择的可行性的基础上，针对线性和非线性系统分别给出了具体的用于模型选择的假设检验方法。2．将马尔科夫过程应用于结构自适应控制方法中。结合马尔科夫过程与交互式多模型算法，计算当前时刻切换到各子模型的概率，并根据计算出的概率值进行模型选择；然后，通过马尔科夫预测模型理论，实时预报模型变化的趋势。3．利用插值原理抑制切换抖动。针对模型切换给输出带来的抖动问题，在对模型变化趋势进行预报的基础上，利用插值原理对控制量进行处理，从而保证过渡过程的平稳。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 结构自适应控制的研究背景和意义
• 1.2 基于多模型的结构自适应控制的研究现状
• 1.3 基于多模型的结构自适应控制的实际应用
• 1.4 全文的结构
• 第2章 基于多模型的结构自适应控制的基础知识
• 2.1 多模型自适应控制的基本原理
• 2.2 模型集的建立
• 2.3 子控制器的设计
• 2.4 自适应控制器的构成
• 2.4.1 加权式多模型自适应控制
• 2.4.2 切换式多模型自适应控制
• 2.5 本章小结
• 第3章 基于假设检验的模型选择方法
• 3.1 辨识、估计与假设检验的关系
• 3.2 线性系统的模型假设检验问题
• 3.2.1 F-检验法
• 2-检验法'>3.2.2 x²-检验法
• 3.3 非线性系统的模型假设检验问题
• 3.3.1 对数行列式准则方法
• 3.3.2 t-检验法
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于马尔科夫过程的结构自适应控制
• 4.1 基于后验概率的多模型自适应控制
• 4.1.1 线性连续时间系统的多模型自适应控制
• 4.1.2 线性离散时间系统的多模型自适应控制
• 4.2 基于马尔科夫过程的模型选择
• 4.3 基于马尔科夫预测模型理论的模型趋势预报
• 4.3.1 马尔科夫预测模型的基本原理
• 4.3.2 线性离散时间系统的模型趋势的预报
• 4.4 模型转移概率矩阵实时变化的多模型自适应控制
• 4.5 本章小结
• 第5章 基于插值原理的抖动抑制多模型切换控制
• 5.1 多模型切换控制
• 5.1.1 基于性能指标函数的多模型切换控制
• 5.1.2 基于后验概率的多模型切换控制
• 5.2 插值原理
• 5.3 基于插值原理的多模型切换控制
• 5.3.1 基于预测方法的多模型切换控制
• 5.3.2 基于插值原理的抖动抑制
• 5.4 本章小结
• 结语
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文