适应控制系统

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  适应控制系统(adaptive control systems),能在系统环境信息不完备的情况下改变自身特性来保持良好工作品质的控制系统。又称自适应控制系统。信息不完备表现为系统和环境的特性或其变化规律的不确定性。适应控制系统中采用有目的的搜索和试探等方法,通过对环境不断进行观测和对已有控制品质进行评价和分析,在采集和加工信息的基础上学习和改进关于环境特性的知识,减小不确定性,进而模仿工程师的设计过程,自动地调整系统的结构或参数,达到改善系统品质的目标。在大多数情况下,自适应过程必须依靠计算机来完成。适应性是生物机体的基本特性之一。无论是生物个体还是整个物种,都是依靠适应性在长期进化过程中逐渐形成各种灵活、完善的控制功能。生物的适应性可成为建立适应控制系统的原理和各种方法的借鉴。

  20世纪50年代初产生的自寻最优系统和用巧妙反馈方式使系统能在较广范围内正常工作的条件反馈系统,是建造适应控制系统的最初尝试。到70年代,由于计算机的普遍使用和自动控制理论的进步,适应控制技术遂得到很大发展。微处理机的问世又使适应控制系统开始得到较为广泛的应用。适应控制系统的主要类型有:自校正调节器、模型参考适应控制系统、自镇定系统、自寻最优系统、自组织系统和学习控制系统等。

  系统参数的变化可能使整个控制系统失去稳定性。这就推动了对适应控制系统的鲁棒性的研究。由于还没有一般的判据,在实际使用适应控制系统时,往往主要借助于人工智能技术来积累经验或进行逻辑判断。

  自适应控制系统已在船舶驾驶、过程控制等方面取得了一些成功的应用。由于理论还不够完善,一般在完成设计后还需要用仿真技术进行最后的校验。