自适应双重控制方法的研究

摘要

本文首先介绍了自适应双重控制的基本理论和发展历史。分析了最优双重控制器的不可解性以及次最优双重制器的特点和分类。在此基础以设计极点配置自适应控制算法为例，分别分析了确定性等价控制器和谨慎控制器的局限性后，阐述了利用双重控制来解决此问题的可行性，并提出了一种直接自适应极点配置的双重控制器。 其次，为验证双重自适应控制算法的实时控制特性，构建了利用双螺旋桨对重梁水平角控制的实验对象，包括机械系统的建立，功放电路、滤波电路的设计和计算机接口板的选择。完成对机械对象的分析和数学建模。并在MATLAB环境下完成极点配置和确定性等价控制，谨慎控制和双重自适应控制系统的设计工作。通过离线仿真初步调节控制器参数。 最后，利用RTW和实时视窗目标构建实时仿真环境，实现与硬件的接口。并利用MEX S函数和Simulink搭建自适应双重控制算法的实时仿真模型。实现软件在回路仿真，通过仿真系统的硬件接口关系进一步检验自适应双重控制算法应用于实时控制的可行性和优越性。并对双重自适应控制的硬件在回路仿真进行了初步分析与调试。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1自适应双重控制理论

1.1.1双重控制理论概述

1.1.2国内外研究进展

1.1.3国内外应用现状

1.2一体化仿真系统开发环境

1.2.1论概述

1.2.2常用的一体化仿真环境应用

1.3本论文的主要研究工作

第2章自适应双重控制的理论基础

2.1引言

2.2自适应控制系统概述

2.3基于确定性等价准则的自适应极点配置控制器

2.3.1确定性等价准则

2.3.2自适应极点配置控制器设计

2.3.3离线仿真结果分析

2.4自适应控制算法的谨慎控制修正

2.4.1谨慎控制器设计

2.4.2离线仿真结果分析

2.4.3谨慎控制器的关断现象

2.5本章小结

第3章自适应双重控制算法

3.1引言

3.2自适应双重控制系统的基本问题

3.3最优双重控制问题的不可解性

3.4次最优双重控制器

3.5直接极点配置自适应双重控制器的设计

3.6双重控制离线仿真结果分析及比较

3.7本章小结

第4章实验对象建模及双重控制系统方案设计

4.1引言

4.2实验对象的建立

4.2.1机械被控对象的设计

4.2.2功率放大电路的设计

4.2.3滤波电路的设计

4.3控制对象数学建模

4.3.1控制对象数学模型建立

4.3.2控制对象数学模型的参数标定

4.4双重控制算法设计和离线仿真

4.5本章小结

第5章实时仿真系统的构建

5.1引言

5.2实时仿真环境开发基本概念及原理

5.2.1实时工作间(Real-Time Workshop)

5.2.2实时仿真系统的构建方式选择

5.3基于实时视窗目标的实时仿真系统的构建

5.3.1实时仿真系统构成

5.3.2数据采集卡配置

5.3.3实时仿真系统构建流程

5.4双重自适应控制系统实时仿真

5.4.1 S函数形式的双重控制算法的实时仿真模型的构建

5.4.2软件在回路仿真

5.4.2硬件在回路仿真

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢