stringtranslate.com

Адаптивное управление

Адаптивное управление — это метод управления, используемый контроллером, который должен адаптироваться к управляемой системе с параметрами, которые изменяются или изначально неопределенны. [1] [2] Например, когда самолет летит, его масса будет медленно уменьшаться в результате расхода топлива; необходим закон управления, который адаптируется к таким изменяющимся условиям. Адаптивное управление отличается от надежного управления тем, что ему не нужна априорная информация о границах этих неопределенных или изменяющихся во времени параметров; надежное управление гарантирует, что если изменения находятся в заданных пределах, закон управления не нужно менять, в то время как адаптивное управление связано с изменением самого закона управления.

Оценка параметров

Основой адаптивного управления является оценка параметров , которая является ветвью системной идентификации . Распространенные методы оценки включают рекурсивные наименьшие квадраты и градиентный спуск . Оба эти метода предоставляют законы обновления, которые используются для изменения оценок в реальном времени (т. е. по мере работы системы). Устойчивость по Ляпунову используется для вывода этих законов обновления и показа критериев сходимости (обычно постоянное возбуждение; релаксация этого условия изучается в адаптивном управлении параллельным обучением). Проекция и нормализация обычно используются для повышения надежности алгоритмов оценки.

Классификация методов адаптивного управления

В целом следует различать:

  1. Адаптивное управление с прямой связью
  2. Адаптивное управление с обратной связью

а также между

  1. Прямые методы
  2. Косвенные методы
  3. Гибридные методы

Прямые методы — это те, в которых оценочные параметры используются непосредственно в адаптивном контроллере. Напротив, косвенные методы — это те, в которых оценочные параметры используются для расчета требуемых параметров контроллера. [3] Гибридные методы опираются как на оценку параметров, так и на прямую модификацию закона управления.

МРАК
ММАЦ

Существует несколько основных категорий адаптивного управления с обратной связью (классификация может различаться):

Адаптивное управление с несколькими моделями

Также можно рассмотреть некоторые специальные темы по адаптивному управлению:

  1. Адаптивное управление на основе идентификации дискретного во времени процесса
  2. Адаптивное управление на основе метода управления эталонной моделью [5]
  3. Адаптивное управление на основе моделей непрерывных процессов
  4. Адаптивное управление многомерными процессами [6]
  5. Адаптивное управление нелинейными процессами
  6. Параллельное адаптивное управление обучением, которое ослабляет условие постоянного возбуждения для сходимости параметров для класса систем [7] [8]

В последнее время адаптивное управление было объединено с интеллектуальными методами, такими как нечеткие и нейронные сети, в результате чего появились новые концепции, такие как нечеткое адаптивное управление.

Приложения

При проектировании адаптивных систем управления необходимо особое внимание уделить вопросам сходимости и надежности . Устойчивость по Ляпунову обычно используется для вывода законов адаптации управления и показа .

Обычно эти методы адаптируют контроллеры как к статике, так и к динамике процесса. В особых случаях адаптация может быть ограничена только статическим поведением, что приводит к адаптивному управлению на основе характеристических кривых для стационарных состояний или к управлению экстремальными значениями, оптимизируя стационарное состояние. Таким образом, существует несколько способов применения алгоритмов адаптивного управления.

Особенно успешным применением адаптивного управления стало адаптивное управление полетом. [9] [10] Эта часть работы была сосредоточена на обеспечении стабильности эталонной модели адаптивной схемы управления с использованием аргументов Ляпунова. Было проведено несколько успешных демонстраций летных испытаний, включая отказоустойчивое адаптивное управление. [11]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Аннасвами, Анурадха М. (3 мая 2023 г.). «Адаптивное управление и пересечения с обучением с подкреплением». Ежегодный обзор управления, робототехники и автономных систем . 6 (1): 65–93. doi : 10.1146/annurev-control-062922-090153 . ISSN  2573-5144 . Получено 4 мая 2023 г.
  2. ^ Чэнъюй Цао, Лили Ма, Юньцзюнь Сюй (2012). «Теория адаптивного управления и ее применение». Журнал науки и техники управления . 2012 (1): 1, 2. doi : 10.1155/2012/827353 .{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  3. ^ Астром, Карл (2008). адаптивное управление . Довер. С. 25–26.
  4. ^ Нарендра, Кумпати С.; Хан, Чжуо (август 2011 г.). «Адаптивное управление с использованием коллективной информации, полученной из нескольких моделей». Труды IFAC, тома . 18 (1): 362–367. doi : 10.3182/20110828-6-IT-1002.02237 .
  5. ^ Лаврецкий, Евгений; Вайс, Кевин (2013). Надежное адаптивное управление . Springer London. С. 317–353. ISBN 9781447143963.
  6. ^ Тао, Банда (2014). «Многопараметрическое адаптивное управление: обзор». Автоматика . 50 (11): 2737–2764. doi :10.1016/j.automatica.2014.10.015.
  7. ^ Чоудхари, Гириш; Джонсон, Эрик (2011). «Теория и летная проверка адаптивного контроллера с параллельным обучением». Журнал руководства, управления и динамики . 34 (2): 592–607. Bibcode : 2011JGCD...34..592C. doi : 10.2514/1.46866.
  8. ^ Chowdhary, Girish; Muehlegg, Maximillian; Johnson, Eric (2014). «Экспоненциальные параметры и гарантии сходимости ошибок отслеживания для адаптивных контроллеров без постоянства возбуждения». International Journal of Control . 87 (8): 1583–1603. Bibcode : 2011JGCD...34..592C. doi : 10.2514/1.46866.
  9. ^ Лаврецкий, Евгений (2015). «Надежные и адаптивные методы управления летательными аппаратами». Справочник по беспилотным летательным аппаратам . С. 675–710. doi :10.1007/978-90-481-9707-1_50. ISBN 978-90-481-9706-4.
  10. ^ Каннан, Суреш К.; Чоудхари, Гириш Винаяк; Джонсон, Эрик Н. (2015). «Адаптивное управление беспилотными летательными аппаратами: теория и летные испытания». Справочник по беспилотным летательным аппаратам . С. 613–673. doi :10.1007/978-90-481-9707-1_61. ISBN 978-90-481-9706-4.
  11. ^ Чоудхари, Гириш; Джонсон, Эрик Н; Чандрамохан, Раджив; Кимбрелл, Скотт М; Калис, Энтони (2013). «Управление и контроль самолетов при отказах приводов и серьезных структурных повреждениях». Журнал «Управление, управление и динамика» . 36 (4): 1093–1104. Bibcode : 2013JGCD...36.1093C. doi : 10.2514/1.58028.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки