[拼音]：shiying kongzhi xitong

[外文]：adaptive control systems

能在系統(tǒng)和環(huán)境的信息不完備的情況下改變自身特性來保持良好工作品質的控制系統(tǒng)，又稱自適應控制系統(tǒng)。信息不完備表現(xiàn)為系統(tǒng)和環(huán)境的特性或其變化規(guī)律的不確定性。適應控制系統(tǒng)中采用有目的的搜索和試探等方法，通過對環(huán)境不斷進行觀測和對已有控制品質進行評價和分析，在采集和加工信息的基礎上學習和改進關于環(huán)境特性的知識，減小不確定性，進而模仿工程師的設計過程,自動地調整系統(tǒng)的結構或參數(shù),達到改善系統(tǒng)品質的目標。在大多數(shù)情況下，自適應過程必須依靠計算機來完成。適應性是生物機體的基本特性之一（見適應）。無論是生物個體還是整個物種，都是依靠適應性在長期進化過程中逐漸形成各種靈活、完善的控制功能的。生物的適應性可成為建立適應控制系統(tǒng)的原理和各種方法的借鑒。

20世紀50年代初產生的自尋最優(yōu)系統(tǒng)和用巧妙反饋方式使系統(tǒng)能在較廣范圍內正常工作的條件反饋系統(tǒng)，是建造適應控制系統(tǒng)的最初嘗試。1958年前后設計成飛機自動駕駛儀的模型參考適應控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能在空氣動力特性變化很大的情形下正常工作。R.E.卡爾曼提出的不斷進行最小二乘遞推估計并按此估計值修改控制器參數(shù)的自動最優(yōu)化控制系統(tǒng)和R.貝爾曼從動態(tài)規(guī)劃觀點提出的多步決策適應過程的一般數(shù)學模型，提出了建立適應控制系統(tǒng)的基本原理和可能途徑。到70年代，由于計算機的普遍使用和自動控制理論的進步，適應控制技術遂得到很大發(fā)展。微處理機的問世又推動了適應控制系統(tǒng)開始得到較為廣泛的應用。適應控制系統(tǒng)的主要類型有：自校正調節(jié)器、模型參考適應控制系統(tǒng)、自鎮(zhèn)定系統(tǒng)、自尋最優(yōu)系統(tǒng)、自組織系統(tǒng)和學習控制系統(tǒng)等。

圖中畫出適應控制系統(tǒng)的結構。它比普通的反饋控制系統(tǒng)增加了一個適應控制回路。適應控制器根據受控對象的輸入輸出關系來辨識（見系統(tǒng)辨識）受控對象和外部干擾的特性，隨后根據辨識的結果校正反饋控制規(guī)律，以適應環(huán)境特性的變化。無論辨識還是控制規(guī)律的設計，都可采用不同的方法。它們的不同組合能形成適應控制的不同方案。當系統(tǒng)的環(huán)境特性及其變化可以用一些參數(shù)來描述時，就可對這些參數(shù)進行辨識并使反饋控制規(guī)律跟蹤這些參數(shù)的變化。這種系統(tǒng)稱為參數(shù)適應控制系統(tǒng)。對于復雜的情況，常常只能用一些籠統(tǒng)的數(shù)量指標來反映控制過程的品質，并以品質的優(yōu)劣作為校正控制規(guī)律的依據，這就是品質適應控制系統(tǒng)。對控制規(guī)律進行的校正也有多種方式?？蓮母旧细淖兛刂破鞯慕Y構(由一種結構改換到另一種結構)的控制系統(tǒng)，稱為變結構系統(tǒng)。只改變控制器的一些參數(shù)(如放大倍數(shù))的方式，稱為參數(shù)校正式系統(tǒng)。如果利用校正作用直接去影響控制信號的大小，則稱為信號綜合式系統(tǒng)。

按照適應控制原理設計的控制系統(tǒng)常常會出現(xiàn)失穩(wěn)或參數(shù)發(fā)散的現(xiàn)象，這使人們認識到穩(wěn)定性是適應控制系統(tǒng)的重要研究課題。對于適應控制系統(tǒng)，即使受控對象是線性定常系統(tǒng)，它的閉環(huán)控制系統(tǒng)也是變系數(shù)或帶有隨機干擾的非線性系統(tǒng)，很難由一般分析方法給出穩(wěn)定性判據。但是，有相當多的適應控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題，可以用李雅普諾夫穩(wěn)定性理論和波波夫超穩(wěn)定性理論來研究。模型參考適應控制系統(tǒng)和自校正適應控制系統(tǒng)實質上是一致的，它們的穩(wěn)定性分析方法也相互適用。在穩(wěn)定性分析的過程中還能附帶給出一些關于參數(shù)選擇的信息。李雅普諾夫穩(wěn)定性理論和超穩(wěn)定性理論的主要缺點，在于它們要求對系統(tǒng)的模型有十分精確的知識。系統(tǒng)參數(shù)的變化可能使整個控制系統(tǒng)失去穩(wěn)定性。這就推動了對適應控制系統(tǒng)的魯棒性的研究。由于還沒有一般的判據，在實際使用適應控制系統(tǒng)時，往往主要借助于人工智能技術來積累經驗或進行邏輯判斷。

自適應控制系統(tǒng)已在船舶駕駛、過程控制等方面取得了一些成功的應用。由于理論還不夠完善，一般在完成設計后還需要用仿真技術進行最后的校驗。

參考書目

1. R.Bellman,Adaptive Control Processes:A Guided Tour，Princeton Univ. Press，Princeton, New Jersey，1961.
2. Landau I.D.,Adaptive Control: the Model Reference Approach, Macrcel Dekker Inc., New York，1979.

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標簽：適應控制系統(tǒng)

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文章名稱：《適應控制系統(tǒng)》

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