基本概念
模型跟隨自適應控制(AMFC)是一種基於超穩定性理論,針對參數未知(時變)線性系統的模型跟隨控制方法。這種方法穩定性容易保證,系統設計也較方便,且具有較好的抗擾變性和控制精度。
工程實踐中,有些機電系統,其工況不允許線上辨識,驗前知識甚少,還要求高性能,現有控制方法難以奏效,是當前工程學術界研究的課題。模型跟隨自適應拉制(AMFC)是MRAC的一個分支,AMFC的核心是線性模型跟隨控制(LMFC)和波波夫超穩定性理論,LMFC由於滿足模型完全可跟隨(PMF)條件,以能獲得高精度而具有吸引力,近年國外還在探索套用。
PMF條件
PMF條件可以歸結為兩個矩陣M和N的乘積為零,一般地,M和N均可視為n維內積空間V中的兩個矢量集,因為:
要求MN=0,即 。
控制方法
最小範數狀態法
參考模型:
已知SISO系統:
對於任意n維正交陣T,有 。
當系統參數未知時,(A、B、C)、(A'、B、C')和T均未知,選定C',對應於一定的最小實現(A'、B'、C')和特定的正交陣,以及代數等價系統(A、B、C)。這樣,在控制中求取最小範數狀態作為滿足PMF條件的狀態重構時,對輸出陣的選擇可以有極大的主觀隨意性。
直接狀態法
以輸出直接作為狀態,不需重構狀態,稱之為直接狀態法。當輸入陣只有一個非零元素時,PMF條件自動滿足,由控制理論可知,當傳遞函式只在原點有零點,以狀態空間表達式實現時,其輸入陣和輸出陣都只有一個非零元素,就可以輸出作為狀態且自動滿足PMF條件。
綜前所述,AMFC方法有兩個基本點:一是滿足波波夫超穩定理論的兩個條件,即前向傳遞函式嚴正實,反饋通道滿足波波夫不等式;二是滿足PMF條件。
套用
從1985年研究AMFC新方法以來,首先套用在千噸級雙通道禍合高精度同步電液載入系統的解耦控制。50年代以來,國內大量生產的WE型材料試驗機,原設計只進行簡單拉壓試驗,採用柱塞缸液壓系統。為改造它以增加疲勞試驗,分析了它的動特性,採用AMFC新方法,使其在各種試驗條件下獲得了 1%的高精度。
模型跟隨自適應控制(AMFC)是一種基於超穩定性理論,針對參數未知(時變)線性系統的模型跟隨控制方法。這種方法穩定性容易保證,系統設計也較方便,且具有較好的抗擾變性和控制精度。電液伺服系統線性化處理後,可套用AMFC,在一定條件下也可取得較好的控制效果,如果將AMFC直接用於電液伺服非線性系統,則可能成為一種極具潛力的控制方法。模型跟隨自適應控制可直接用於電液伺服非線性系統,且其模型完全可跟隨條件也能自動滿足。但這種方法需要利用位移、速度和加速度或壓力信號,這也是對系統進行非線性補償所付出的代價,如何降低這種代價是有待進一步研究的問題。