stringtranslate.com

Адаптивное управление

Адаптивное управление — это метод управления, используемый контроллером, который должен адаптироваться к управляемой системе с изменяющимися или изначально неопределенными параметрами. [1] [2] Например, во время полета самолета его масса будет медленно уменьшаться в результате расхода топлива; необходим закон управления, который адаптируется к таким меняющимся условиям. Адаптивное управление отличается от надежного управления тем, что для него не требуется априорная информация о границах этих неопределенных или изменяющихся во времени параметров; робастное управление гарантирует, что если изменения находятся в заданных пределах, закон управления не требует изменения, тогда как адаптивное управление связано с изменением самого закона управления.

Оценка параметров

В основе адаптивного управления лежит оценка параметров , которая является частью идентификации системы . Общие методы оценки включают рекурсивный метод наименьших квадратов и градиентный спуск . Оба эти метода предоставляют законы обновления, которые используются для изменения оценок в реальном времени (т. е. во время работы системы). Устойчивость Ляпунова используется для вывода этих законов обновления и отображения критериев сходимости (обычно постоянное возбуждение; релаксация этого состояния 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 методы, в которых оцениваемые параметры являются теми, которые непосредственно используются в адаптивном контроллере. Напротив, косвенные методы — это те, в которых оцененные параметры используются для расчета требуемых параметров регулятора. [3] Гибридные методы основаны как на оценке параметров, так и на прямой модификации закона управления.

МРАК
МИАК

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

Адаптивное управление с несколькими моделями

Также могут быть затронуты некоторые специальные темы адаптивного управления:

  1. Адаптивное управление на основе дискретной идентификации процессов
  2. Адаптивное управление на основе методики эталонного управления моделью [5]
  3. Адаптивное управление на основе моделей непрерывных процессов
  4. Адаптивное управление многопараметрическими процессами [6]
  5. Адаптивное управление нелинейными процессами
  6. Адаптивное управление с параллельным обучением, ослабляющее условие постоянного возбуждения для сходимости параметров для класса систем [7] [8]

В последнее время адаптивное управление было объединено с интеллектуальными методами, такими как нечеткое и нейронные сети, для создания новых концепций, таких как нечеткое адаптивное управление.

Приложения

При проектировании систем адаптивного управления особое внимание необходимо уделять вопросам конвергенции и устойчивости . 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 установившихся состояний или к управлению экстремальными значениями, оптимизируя установившееся состояние. Следовательно, 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 устойчивости эталонной модели адаптивной схемы управления с использованием аргументов Ляпунова. Было проведено несколько успешных летных испытаний, включая отказоустойчивое адаптивное управление. [11]

Смотрите также

Рекомендации

  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 . Проверено 4 мая 2023 г.
  2. ^ Чэнъюй Цао, Лили Ма, Юнцзюнь Сюй (2012). «Теория и приложения адаптивного управления», Журнал науки и техники управления . 2012 (1): 1, 2. doi : 10.1155/2012/827353 . {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  3. ^ Астром, Карл (2008). адаптивное управление . Дувр. стр. 25–26.
  4. ^ Нарендра, Кумпати С.; Хан, Чжо (август 2011 г.). «Адаптивное управление с использованием коллективной информации, полученной из нескольких моделей». Тома трудов МФБ . 18 (1): 362–367. дои : 10.3182/20110828-6-IT-1002.02237 .
  5. ^ Лаврецкий, Евгений; Мудрый, Кевин (2013). Надежное адаптивное управление . Спрингер Лондон. стр. 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 летные испытания адаптивного контроллера с параллельным обучением». Журнал управления, контроля и динамики . 34 (2): 592–607. Бибкод : 2011JGCD...34..592C. дои : 10.2514/1.46866.
  8. ^ Чоудхари, Гириш; Мюлегг, Максимилиан; Джонсон, Эрик (2014). «Гарантии сходимости экспоненциального параметра и ошибки слежения для адаптивных регуляторов без инерционности возбуждения». Международный журнал контроля . 87 (8): 1583–1603. Бибкод : 2011JGCD...34..592C. дои : 10.2514/1.46866.
  9. ^ Лаврецкий, Евгений (2015). «Надежные и адаптивные методы управления летательными аппаратами». Справочник по беспилотным летательным аппаратам . стр. 675–710. дои : 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 . стр. 613–673. дои : 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; Кализе, Энтони (2013). «Наведение и управление самолетами при отказах приводов и серьезных повреждениях конструкции». Журнал руководства, контроля и динамики . 36 (4): 1093–1104. Бибкод : 2013JGCD...36.1093C. дои : 10.2514/1.58028.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки