一種基于最速下降法的無模型自適應控制

吉 蕊， 佃松宜， 蘇 敏

(四川大學電氣信息學院,成都 610065)

0 引言

建立被控系統的模型是現代控制理論的基礎，隨著受控對象越來越復雜，建立其精確的模型非常困難，即使建立了系統模型，模型往往也經過諸多簡化，基于此建立的控制器，在實際應用中常會出現問題，而且，模型越復雜，控制器的設計就越復雜，實現越困難[1-2]。文獻[1-2]提出的無模型自適應控制(Model-Free Adaptive Control,MFAC)是一種基于數據驅動的先進智能控制方法，它在被控系統附近用一系列動態線性時變模型來代替一般非線性系統，不需要被控對象的任何知識，僅基于被控系統產生的輸入輸出信息設計控制器，與模型、結構、系統階數無關，且能實現系統的自適應控制，并確保其閉環穩定，從本質上消除了未建模動態對系統的影響[3-5]。無模型自適應控制算法具有廣泛的適用性，計算量小，魯棒性強，很好地處理了非線性時變系統在實際應用中的各類控制問題，在工程應用中有廣闊的前景,且已經在自動泊車、電力電網、化工、風力發電等領域取得了良好的控制效果[6-9]。

近年來，國內外許多研究學者對無模型控制算法進行了改進，文獻[8]提出了一種新的偽偏導數(Pseudo-Partial Derivative，PPD)參數估計方法；文獻[10]考慮到被控系統內部的信息未被充分利用的問題，提出一種無模型動態矩陣算法，將動態矩陣控制算法的預測模型與偽梯度向量結合，得到系統的動態模型，進而推導出控制律；文獻[11]針對無模型自適應算法的干擾作用問題，分析了可測擾動對性能的影響，提出了一種帶有濾波作用的改進方法并進行了魯棒性證明，有效解決了對可測擾動的抑制問題；……