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自适应控制的相关算法

自适应控制的相关算法
自适应控制的相关算法

智能跑步机平台的运动控制

摘要:这个智能跑步机是一个促动平台,在虚拟现实的探索中允许步行用户不受约束的运动,该平台由通过球阵列地毯覆盖和安装在转盘的线性跑步机,及配备有用于线性和角运动两个致动装置。这个平台的主要控制任务是让步行者始终在平台的中心,同时抵消他任意走动

然后满足感知的约束。这个平台的控制问题也不小,由于运动系统中是不完全约束的。文章的第一部分是描述智能平台的运动控制装备的设计,线性运动和角运动平台的速度的控制输入和反馈是基于步行者通过外部视觉跟踪系统测量而获得。通常,基于观察者的干扰和步行者的随意速度,我们结合了反馈和前反馈,提出全球稳定控制项目。我们同样讨论了加速度和动力影响步行者的运动控制。文章的第二部分是致力于全面系统的实际运用上。作为最终全面平台的概念证明,机器的设计和智能跑步机的一个小规模实现原型的呈现,以及通过使用的全方位相机来获得人的助行器的平台上的位置的视觉定位方法。为了得到有效的运动控制设计建议,一系列的运动任务演示实验结果是报告和讨论使用了一个很小的运动跟踪器来呈现。

关键词:观察者的干扰,输入输出反馈,线性,原地运动平台,运动控制,不完整的系统,虚拟现实,视觉跟踪。

1、介绍

全向运动平台使用在虚拟现实上的探索,最终的目标是在虚拟现实场景中使用者完全沉浸于其中,我们头戴式显示器,很自然的速度自由行走任何方向,当我们保持着身体的平台运动范围和不需要任何穿戴的限制装备。比如追踪步行者位置和步调特征。用这种方式支持当地运动,这个平台抵消步行者的任意运动,以保持步伐一致。所以,联系观察者对步行者的影响,考虑输入指令的限制,避免使用者沉浸时的干扰。这就是欧洲探寻只能跑步机工作的主要任务。

不同的运动允许人们行走在虚拟环境中界面存在。很多情况,运动限制在1D线性跑步机上,有点像运输平台,用户由一个线束约束应用稳定特性和其他虚拟特效。为了适应微小缓慢的方向改变,这个跑步机将安装在转换平台上。另一种不同的方法是采取环形通道,这些活跃的移动转随着脚移动。再者,这些步行者需要避免快速的转换和高速度。对于在2D 无限制的平台上行走,全向跑步机上回使用两个垂直的方向带和很大的环形,而实施圆环状带排列在圆环跑步机。由于控制系统的缺陷,两种机构系统都需要允许限制速度。更多的是机械的实现受到限制是由于大量的运动片段。这种问题是不存在想智能领域的无源器件。然而,步行者的自然性是由球形地板内曲率的限定。过去常常使用二者选一的原则,这个输送带和旋转平台输送的运动通过球阵列板来认识2D平面跑步机。在球形列放置在一个凹面上不动,但是有传感器仪器检测角接触。

这个智能跑步机工程中,两个不同的运动概念已经提出一个平面上考虑无限制的2D行走。全向带阵智能跑步机平台,和球阵智能跑步机平台。这两个情形,根据项目的需要我们希望消除使用物理限制在脚上,身体上,和使用者的大腿上,同样我们避免在人们步调上的模型的经验和证明是需要的。在使用者的移动,技术可行性和视觉的影响,这两个平台概念已经分析和提取过。

在这篇文章中,我们集中研究智能跑步机和他运动控制上的问题。这个运动平台使用传输带和转换平台的传递运输和行走者通过球形阵列板的角运动。旋转球被装配成阵列,并与带接触,从而使在传送带上的底层点的相反方向的基板的移动用户,参见图图1(a)。行走者将会用一个自然的方式和可以进行任何平面方向上的移动。实际上,这个平台控制者将会遇到行走者被拉拽到平台中心情况,然而要考虑可接受的速度和加速度的范围。身体的姿势在地毯上需要通过使用全方位相机的可视系统进行标记跟踪。

作为Cybercarpet原则概念的验证,一个直径为0.8米的小模型已经做好,全部的系统模型展现在图2中。通过人们使用VR的探索中发现,这个平台的尺寸确实不太适合,全部

的系统已经证明要考虑现实尺寸的要求和挑战。实际上,当前的机器构造已经能满足使用者的大重量要求。更多的是,我们提议控制的设计要求直接控制增加这个平台的大尺寸和行走的速度,和在我运动中,我们充分考虑如何让加速度的控制得以实现。最后这个视觉跟踪的云孙法则已经在人们行走中实验过和被证明w.r.t 他的姿势的改变是健康的。为了展示这个平台的控制系统有效,我们报道了实验结果,一个安装在移动机器人的画面来计算实际使用者的运动。

从控制的观点来说,最挑战性的事是由于系统的运动模型相对于其他1D 和2D 的全方位的运动平台是非线性的,这是包含系统不完全限制的瞬时速度。然而这个平台对于使用者来说没能提供足够的移动空间,我们建辉设计一个获得顺利和从任何最初的构造中得到行走者最初的位置的全方位规律的定律。起初工作者在局域运动很少关注控制事件和运算法则,大部分依靠简单的PID 控制规律和试探性工作。没有一个平台除1D 跑步机外,目前还没有考虑系统的稳定性。在者,在2D 的演示中仅可预测在低速和连续单方向上改变的运动限制。通过对比,一个完整的控制系统,展现在2Dcybercarpet 平台和闭环演示的详细的分析是一起的。一个实验结果是包含有效的方法。

这篇文章的结构如下,第一部分,我们展示我们控制包含这个cyberwalk 项目设备的方法。这个cyberwalk 凭条的运动模型是在第二部分给出,和指出对于不完全运动机器人控制的二元性问题。在第三部分中,我们提出基于输入输出尖肉振波和线性速度的控制,这个展示了一个可以被接受全面的试验,但是这个是一直通过一些全面稳定结果异常因素的影响。这个速度控制项目稳定性的修改是为了避免一些异常情况,基于一些行走者的速度被无意的干扰,增加使用的反馈动作。控制器的试验是更加满意的和首次运用有限元进行分析。最后一个简单的方法在倾向在这个设计中,通过考虑加速度输入的控制将在第四部分进行讨论。通22x y 含的一些经验在第五部分可以看到。

文章的第二部分致力于物理特性研究和小规模的测试,和完成cybercarpet 原型设立。第五部分描述了机器的设计和硬件实现。第六部分在微小筛选中描述了在平台的行走者的绝对坐标定位的可视轨迹的运算法则。试验结果得出在第七部分,这里说明了完成速度水平的控制法则包含在集成的系统中。所有试验的视频包含在这文章完成的材料中,和可进入的网站http//www.dis.uniromal.it/labrob/reshearch/CW.html 一起的视频。总结出来就是将来的工作将会在最后一个章节讨论,包含着对照全向带阵cyberwalk 平台。

II 运动学模型

由于这个cybercarpet 的球阵的表面,任何在带虾苗的实际运动将会导致强加在平台的步行者一个反方向运转,一个向前运动的要求将会让使用者向后运动,和由于行走者的脚和球阵的多种联系,一个顺时针的旋转将会转换成逆时针的运动。

根据这个思维,cyberwalkde 运动模型将会有可能被驱动。参照图三,让(X0,Y0)在绝对坐标上和(Xt,Yt )让跑步机附着在上面,Xt 的坐标就是带的方向,旋转角为θ。在cybercarpet 中心为两者的初始坐标。行走者的绝对坐标和方向分别为(x,y )和θw,到中心的这段距离为

R=和角度ɑ=atan2(y,x)-θ子位于步行者的极坐标上的旋转(Xt,Yt )当步行者一直

站在这里的话,我们有

w xw v y

yw v w

-=--=+-=θθθ sin cos x

在式子中,v 和w 是cybercarpet 的线速度和角速度,这个运用爱球阵的底部,第一解释了负号的出现,第二和第三是模型的等式。

由于0≠R ,这两个笛卡尔坐标(x,y )可以用极坐标(R,ɑ)替代,则获得下面公式 W R

v VCOS R

2sin ,-=-=ααα 一个简单的运动分析式证明完全约束的存在

)0()0(w θθθθw +=+

在控制下的平台的方向的改变将会等于步行者方向的相对变化。因此,仅仅他们两个之2

2x y +

中的一个变量将会被独立控制。然而这些事是考虑运动控制任务限制。当一个使用者行走在这个虚拟世界上,虚拟世界上的正确的相关方向仅仅是这个行走者的头假定的一个趋势,这个假定是没有涉及到平台的方向角θ和使用者身体的独立方向角w θ。

另外一方面,在这个3D 构造空间中,参数(x,y,θ)则在不同的限制中有:

[]0)sin cos (cos sin =????

??????+--θθθθθy x y x 这个限制含义是这个平台不能在角Yt 行走者方向(x,y )位置的移动。因为这个平台是不可能在行走者直线方向上的速度连续停止。然而,上式子是不完整的和这个非线性系统的是希望在任何的(x,y,θ)进行充分的控制.因此使用者的原始坐标(0,0,0)原则上可以通过情况的不同获得控制的v 和w 。这里有兴趣指出,对于上式子的观点,这个cybercapet 运动控制的问题是和移动机器人上的不完全控制是相似的。这两个问题的种类最初被认识到时通过飞行事物的坠落。战立的使用者扮演着复杂的角色,这个不完全控制平台是扮演着运动机器人的控制方向盘的角色的。

然而,以上的二元性的失去是当这个步行者移动开始的。实际上,当这个步行者在移动,模型1将会得出

w

w y w x w w w V xw v y

V yw v x

Ω+--==+--=++-=θθ

θθ ,,sin cos

这里w Y W X W W and V V V Ω=),(,,分别代表着步行者行走绝对线速度和角速度,这个不能提前清楚知道和不能直接的测量。以下,这个行走者的趋势速度将会被考虑成控制设计一个干扰项,通常我们都感兴趣于w Ω外界因素信号不能影响行走者在平台上的位置。反而,这个步行者不能替代是因为这个直线速度Vw 会被控制系统所排斥。

III. 控制的设计

一系列的反馈控制原理在移动机器人上的不完全操制的发展能采用在这个cybercapet 常规的问题上,也可以带给使用者站在上面的坐标为0.这些技术包含了在极坐标上的

Lyapunov 设计,时间移动的非直线控制,控制基于这个链传动和系统的庞大和这个反馈的递归控制。虽然这些是成功的,但是 这些技术不知怎么的导致震动和短暂的减缓,这些是使用者目前没有考虑操纵者的连续性。

我们很自然地动机要求(在虚拟现实中使用头盔)详细了步行者在坐标(x,y )上的控制任务的规律。在这方面,步行者的位置可以稳定渐近使用一个简单的控制设计平台基于最初的输入输出线性化反馈。

A 输入输出的去耦和线性控制

首先考虑这个事件没有任何干扰,Vw=0和Ωw=0行走者一直站在虚拟现实的环境中,和控制输出定义为(xy )从式子(1)中得到 ??

????=????????????--=??????w v y x A w v y ),,(sin cos x θθθ

当A=xcos θ+ysin θ≠0,我们得到

??

????=??????-211),,(v v y x A w v θ 其中,与将要定义的辅助速度输入,通过整理,我们得到这个输入输出得到简单的结果 y k v x k 2211,v =-=

其中系数i k ,i=1,2,这样行走者初始位置成倍地稳定。

一个有趣的设计控制特性子下面给你展示。行走者站立的初始位置为(x0,y0),控制时间随着他的位置转换有:0021)(y )(x y e t x e t t k t k --==和,选择k1=k2将会得到

00)()()()(x y t x

t y t x t y == 所以使用者将会被直线的里被拽向原始位置。

对于这个假设的分析,等效的表达去控制v 和w 要找到相等的k1=k2=k>0和式子(8)代入 式子(7),等到式子

α

αθθcos cos ys cos )(222kR R kR in x y x k v ==++= 和

αθ

θθθtan sin cos )sin cos (w k y x x y k =+-= 上两个式子是控制公式(9)和(10)当行走者在Yt 坐标线上时,有奇点

0ysin cos co =+=θθαx s R 去耦矩阵的行列式为零,指出这个奇点在极坐标上起初是隐藏的,实际上的ɑ角是没有在这里的被定义。以下,我们将介绍克服这些控制奇点的修改,同时保留去耦法(9),(10)的方便特性,我们将会一直考虑时间在这些时间没有干扰的影响。Vw=0和Ωw=0,其中行走者一直在虚拟的环境中,后者处理的是请是行走者一直在移动中

B. 处理在奇点上的0,0cos ==R α

当R ≠0,控制的奇点在2/πα=能被消除而得到

)sgn(cos αkR v =

)sgn(cos sin w ααk =

在arg ≥0时1(arg)sgn =,其他情况1arg sgn -=)

(。 控制的公式(11)和(12)是通过αcos 的代入并获得,这个输入输出动力的结果现

在变成

x k αcos x

-= ,y k αcos y -= 当角ɑ依靠x 和y,这将不再是线性和去耦.然而,从上面的(13)将会得到下面的 0

0)()()()(x y t x t y t x t y == 和以前一样,因此,真理者的使用者将会一直被直线拉拽到他的最初的位置。为了表明出控制法则(11)(12)行走者在初始位置(x,y )渐进稳定的。我们考虑定义Lyapunov 定义的功能

0)sin (2

1))(sin y (21,,x 220222≥+=-++=αθβθR x y V )( 如果这里V=0和(x,y,θ)属于式子}0sin 00{0=-=)():,,(θβθδ,

使用公式(2),这个是V 的时间衍生出闭环系统(1)(11)(12)是通过

0cos 2)sin (cos cos sin 22≤-=+-=+=V k R k R R V

αααααα 由于(x,,y,θ)δ∈有0=V

同样以至于0cos =α。然而,有w=k 和θ连续式,后者不对应于闭环系统的平衡。因此,0=V

时δ是一个不变的量,和(x,y )根据LaSakke 原理是收敛到原点的。

在R=0时,由于没有在这里进行定义的角ɑ是间断的,控制法则(11)(12)在原点x=y=0显然是间断的。当行走者在平台很小范围中心区域中引起控制输入w 的控制干扰。为了避免这个问题,我们提出来【19】在这个围绕原始位置的盲区的介绍。然而,当行走者在移动中,在这个盲区范围内同样会再次出现输入的交流。

解决更多影响是通过替换反馈控制法则(11)(12)而得到的

)sin cos sgn()()sgn(cos 222θθαy x y x k kR v ++==

)sin cos sgn()sin cos ()sgn(cos sin w θθθθααy x x y k kR +-==

这个等式是通过半径R 乘以(11)(12),这个控制法则(17)(18)在任何系统中更好的定义和继续使用,实际上,这个角速度在(x,y )接近原点时渐渐接近0,以至于在这种情况下是没有交流的发生的。在这个反馈法则(17)(18)和行走者没有移动,控制输出将会变成

y kR y x kR x

ααcos ,cos -=-= 这可以证明在由同一Lyapunov 参数用于法则(11)(12)在原点是渐近稳定的。更多的是,在事情中这个使用者一直被直线拉拽在靠近原点。然而,助行器接近原点时,变量收敛速度平方下降到零。

标记1、基于Lyapunov 稳定性证明控制法则(17)(18)一样要变量系数k ,这里的k>0.此属性可用于减少过大的v 和w 指令以符合人类感知的限制。通常,我们猜想控制输入通常保持着一个范围

max max,||v w w v ≤≤

选择一个方便的k 》0用在(17)(18)不饱和的情况下,因此下面给的法则的k 0}||,||,1max{k max

max >=w w v v k 将会遵守这个范围

C 、处理行走者的速度

当这个行走者在移动时,w V 和w Ω通常不同于是0和者系统描述的动力为(5),一个持续的跑步器是当使用法则(17)(18)时,阻止他的位置在平台中心。通常,当这使用者在这虚拟环境中有着恒定的速度走直线,一个稳定位置将会在控制法则(9)(10)到达,其中离原点的距离是R=V/K 。使用的标准是从直线控制的理论而来的,我们提出【18】,在步行者恒定的速度下,我们添加一个整体的控制来完全消除稳态误差。然而,使用积分控制动作从典型的超调位置遭受并导致了步行者的更一般的运动配置文件的动态性能差。因此,我们根据不同的方式去处理步行者不同的运动趋势,基于计算出步行者直线向量速度w V 。这允许我们在控制法则中增加反馈情况

)]cos sin [1(]sin [cos v w fb ff fb W

fb ff fb V R

sat w w w w V v v v θθθθ-+=+=+=+= 这个重新标记的fb v 和fb w 时反馈给(17)(18)和sat(·)是饱和水平的功能,和这底下和上面的饱和极限f ff max w 这个容易验证,由于w W V V =,这个反馈ff v 是在(22)补偿行走者在cybercarpet 跑步机方向上的速度,然而ff w 取消了这个正交方向上的相对w V 。

标志2:当控制缩放(21)被认为是策略,看标志1,这个应该被运用在(22)反馈部分,在fb fb w w v v ==和,实际上,这个前反馈是在(22)上ff ff w v 和在在步行者趋势速度的部分或完全消除的结果。没有位置误差的情况下,这个控制的行为是没有被使用者感受到的,,在一个绝对的框架下他将会用步行去替代,结果这个前反馈没有在步行期间被限制,者替代限制控制的反馈(22)部分。 为了估算),(,,y w x w w V V V =,考虑两个动力纯量系统

)

()(cos ,x x w x w x

w x k V x k yw v ξξθξ-=-++-=

和 )()(sin ,y y w y w y

y k V y kw xw v ξξθξ-=-+--=

这里w k >0和v ,w 都代入到(22)中,方程式(23)和(24)有观察者的干扰项,分别是y ξξ和x ,从这写式子和(5)中,有下面的式子:

)

()(,,,,,,y w y w w y w x w x w w x w V V k V V V k V -=-= 这估算出y w x w V ,,,V 估计是Vw 的直角坐标分量的低通滤波版本。通常,由于w k 足够大,这将会计算出两组行走者趋势速度y w x w V ,,V 和,在绝对极坐标上的表达。

要指出的是,尽管在前反馈上补充(22),这个系统是一直被剩余的干扰所影响。 w w

w V k s s V +=-w V 因此,这个步行者的连续的速度充分补偿了在任何w k 的稳定状态,对于沃克的斜坡明智的速度(恒定加速度)相关联的稳态只能通过增加-凸版速度骚扰行为作出错误任意小的被提出反馈/前馈控制器恢复,

D 、有限元分析的结果

我们在这里呈现了两个获得不同自由速度控制法则上的选择结果,有III-B 和III-C.,对于这两部分的研究学习,这个步行者空闲到初始的绝对坐标是(0,1)m ,一个立刻导致了控制法则奇点在III-A 部分上的(9)(10)。

图4-6涉及到规定步行者在虚拟空间沿着Y0方向直线移动,和以连续1m/s 的速度。平台的控制结合反馈和前反馈的(22),反馈原则(17)(18)和有观察者干扰项的(23)

(24)都使用上了。着相关的控制系数是:1=k ,10k =w ,和在(22)不饱和项s rad ff /2w max =,更多的是,为了通过视觉限制展示这个速度冲击要求的影响,我们设置了最大的速度和角速度0.5m/s,0.1rad/s ,分别运用在控制法则(22)和反馈部分(17)(18)。在图4中,步行者的实际运动在绝对空间中显示,步行者在一个空间中显示有一个绝对的方向w θ。初始,我们有2/0

00w πθθ==)(和)(。这全面要求的直线速度和角速度在图5中显示数来了,然而图6现实的额是速度输入的反馈部分。当我们设立的反馈部分被超出范围时,通常控制的初始停止到t=10s ,这将会通过公式(21)增加较低的k.

举例说明一个更加复杂的运动,图7中我们在3m 宽的一个虚拟空间中展示这个结果。首先这个步行者在静止到沿着这个边缘移动有速度的时候,0.5s 内这将会产生大概2.4m/s2的加速度和速度将会达到1.2m/s 保持2s 。在每个到达的角落,步行者将会停止和转变方向有一个2/πrad/s 的角速度。因此,步行者大概总共运用16s ,在这个平台上没有运动控制,这个步行者将会从这个2.5m 半径的圆形边界中走出来了。

在以前控制参数是要选择。为了评估这个提出的获得控制方案的情形,在这个反馈要求上没有感知限制是在第二部分考虑。在图8,9显示了这个结果。由于结合了反馈和前反馈,这个步行者被快速地带到平台的中心和保持在这里。这个直线控制输入同样很顺利,在短暂的初始,这个步行者的速度一直没有超过范围。另一方面,当步行者接近初始位置和有一个剧烈的转变,这个角反馈将会进行动作。特别指出步行者在一个地方进行转换时这个平台将会滞后,步行者的脚移动没有直线移动将不会让反馈工作。

IV 、 扩展加速度水平的控制

为了考虑直线上的限制和通过感知限制的执行器的角加速度的冲击,一个控制加速度水平设计将会更加适应。在这最后,我们会展现运用级联系统将更加流畅的速度水平控制法则能转变成加速度水平控制,看【27】,或者用反推技术,看【28】。更多的是,这儿平台允许加速度的计算分析步行使用者出现加速度的感觉,这可能涉及在一个足够大的

cybercarpet 平台上步行者动力影响的计算。

为了推行加速度水平的控制设计,第二遵循动力模型(5)将会被考虑进去。通过简单扩展第一动力模型(1)和(5)我们将会获得以下公式

η==w a v

, 其中的a 和η分别代表着平台上的直线加速度和角加速度。当设计控制法则在这第三部分上的规律将扩展成为(5)-(25),这个可运用的稳定的法则

),,(),,(θθy x w w y x v v d d ==和能在第一要求的系统(5)中探索出来。下面我们展示递推系统的设计。

这个未定的递推系统的形式是

),(,),,(),(f 2222211111ζζζζζζζt f t g t =+=

在一定条件下,从两个稳定系统中将会包含,),(),(f 2

22111ζζζζt f t == 和,看【27】,为了使用这个结论,我们把(5)-(25)通过(26)去定义

.)()()(,,y x 21??

????=-=??????=??????=????

??????=t t a t u w v w v d d d d ηξξζξξθζ, 这个等式将会变成

dt

t d t u A t A d )()()(),(22

11d 11ξζζζζξζζ-=+= )( 这里的)(1ζA 在(6)中定义过,公式(27)(28)用(26)的

dt t d t u t f A g t A t f d d /))(()()((),,()(),(211

11111ξζζζξζζ-===和))(

在第三部分我们已经知道了在这个下游系统(27)是渐进稳定,为了稳

定全面的递归系统,它是那么足以将“上游”系统(28)稳定到原点,让

2

ζ到达0,我们

很容易得到我们想要的选择,对于任何一个将会正定矩阵K d

20ξξζ==,

)(2d

d d K K u ξξξζξ--=-=

这个控制法则(29)需要不同的第一要求的速度控制法则d ξ,的确,(17)(18)是在构造不同的基础上这里讨论了sgn 功能是0.然而,这里有一个问题,能克服重新设置在

这个0d

=ξ 相同(29)构造中。同样要指出的是,可以从(17),(18)和模型(5),(25),其中所述助行器的速度被局部视为常数来计算的解析表达式。

上述控制设计相比已经在[20]一个反推方法,以及它们的相对性能,以及那些加速度随速度级控制的已通过在CyberCarpet 模拟进行评价。读者可以参考文献[20]的数值结果。一般的结果是,当施加加速控制一个非常相似的行为得到,具有稍长调节瞬变而顺畅由此而来的速度。

A 、行走者在平台上移动的时候动力的影响

由于平台的运动,附着到助行器的“虚拟世界”帧是在一般的非惯性。特别是,即使当

助行器的故意速度是恒定的,他/她会感觉“明显的”加速度(从而力),由于地毯的旋转和/或不均匀的识别。移动控制动作的加速度水平中的一个主要的优点是,这些加速度可在封闭的形式可靠地计算出来。

特别是,在非惯性虚拟世界等速行走时,表观加速度感觉到由用户等于她/他的绝对加速度的相反。这是通过在(1),使用(25)的前两个方程的解析分化和加速控制法(29)获得。由用户感觉到的视加速度可以根据分别被分解成三个不同的部件,在框架(惯性加速度)的线性和角度加速度,在此帧(离心加速度)的角速度的平方,并在其角速度和助行器的相对速度(科里奥利加速度)之间的耦合。这些组件应该在附连到助行器的框架来表示,参见图3,以评估其对用户的影响。这些计算的结果报告如下,其中是通过围绕轴的角度相关联的旋转的3 3正交矩阵:

惯性组件

??????????-+??????????-=0)00)()((ot a in w x y a Rot R w ηθθ

离心机部件

T

w xy Rot w ]0)[(a 2cen w θ-=

科里奥利组件

W

T V w ?=]00[2a Cor w

这意味着有科氏加速度的产生

图10显示了惯性,科里奥利表观加速度的离心分量通过在Xm 和Ym 方向的使用者,当助行器执行图考虑的(虚拟)方路径。 7和平台由加速度指令控制。控制参数是在第三部分中使用的相同,而在(29)有K=(20,20)。如果总视加速成为步行者的感知舒适度太大,控制增益和饱和度都需要进行相应的调整。对于动态效果的广泛的评估,我们已设计了一种

助行器的3-D模拟器上移动的CyberCarpet,其中各种系统和控制参数可随意变化。所得图形输出的快照示于图11,其中施加到使用者身体有色箭头表示在控制平台上散步的各种加速度感觉到。这些步行路径的视频连接到本文中,而其他运动任务视频可在

http://www.dis.uniroma1.it/labrob/research/CW.html

V、设计小规模样机的

本节说明了CyberCarpet的小规模原型的机械设计和实现的相关问题。在设计的一般准则要求该平台有足够的硬度和能够传送一个人的(100千克)的重量,以非常快速响应的控制命令,并且是可靠的,并很容易连接[29]。图。图12示出了整个系统,包括使用的测试车辆的概述。对于进一步细节,读者可参考[30]

A.球阵列地毯

(参见图12)球的阵列是所述平台的最关键的因素之一。强加给步行者产生的运动在很大程度上取决于带,球之间运作良好的交互(及其配套格子板)和鞋底。也有由主体影响行走表面的感知主要触觉问题。与一些谁提供他们的印象受试者测试不同的球尺寸后,一个8mm直径已被选定。Theball阵列中,保持球以代替支承网格分配。球之间的间隙已被设定为0.5,以提供坚固性和均匀的感觉在地板上。用于确定带,球适当的材料,并支撑网格,一个主要方面涉及在不同的接触点和面所得摩擦力,参见图13.材料的完美结合呈现在皮带球和球接触的鞋在球网和并网带接口最大摩擦和最小摩擦。球的材料被选择作为INOX钢,因为它容易获得并且被证明是可靠的解决方案。所选择的带是Transilion E8/2 U0 / V5,从法中。SIEGLING公司,它是由为0.5mm显示摩擦系数的软质PVC层覆盖到INOX大于0.7。网格本身可以用不同的材料来实现,比较它们的稳定性和滑棒参数。由数控模切制缩醛POM板已被选择,从而导致0.3和0.6分别与球和带,摩擦系数。最后的数组包含4332球和适合的六角网格。内切和外切圆的直径为693和800毫米。

B.皮带

图致动带。图12提供的线速度指令到运动系统(1)- (5)。的带,其电驱动和相应的伺服控制器一起,被刚性地安装在支撑梁。为了使皮带直运行,对于其长度与宽度的比的合适的值是1.4。由于皮带宽度由球阵列尺寸规定,这导致1100毫米的带长度。另一个问题是(单)驱动器的驱动皮带,应该始终保持上链在紧张跨度的位置。对于这一点,我们把驱动在带中心,利用放置在皮带本体的下面的附加滑轮:因此下跨度被分成两个小的部分,并在带的上部总是在驱动力的直接拉伸。

C.转台

转台具有承担腰带/球阵列系统和助行器的平台上的重量,并提供角速度命令的运动系统(1)- (5)。转台主要由球组合轴承与安装板固定,和致动扭矩通过驱动通过带齿皮带施加到转盘上。垂直反作用力也由支撑轮子稳定转盘提供。由于该系统应能够无休止地旋转,当前和数据线被通过旋转馈电引线,其被固定与环形输送。整个系统由铝束的框架内进行。由该框架支持的整个系统的移动(转动)部件的重量约200公斤。

D.控制和系统驱动器

控制系统的硬件结构示于图。14.有两个伦茨(9300系列)低级别伺服控制器为皮带和可转动的两个相同的驱动器。我们使用了两种伦茨三相电机,键入MCA10,提供0.8千瓦的功率与140赫兹的电源频率。最大扭矩在3950转速2.0牛米。分别8.217,:它们致动带通过与比1的齿轮:19.556,并且通过一个齿轮和带齿皮带的转盘,具有的比例为1:8.012和1。其结果是,该带可分别达到连续运行的2米/秒的线性速度,用5米/秒的最大加速度,而转台的最大角速度和加速度为2和4.4弧度/秒。两个驱动器都配备有集成增量编码器,并且可以控制到100赫兹的最大取样频率。用于皮带驱动的伺服控制器被安装在机器的旋转部分,并且采用了RS485总线进行通信。转盘驱动器配备了用于初始化平台定位编码器计数基准开关。与高级别控制法的PC机发送的速度的输入和经由以太网向人机界面(HMI),其中的命令进行分析并适当地转换为被发送到低级别的伺服控制器。此外,HMI检查两个驱动器和控制器的参数,以检测不自然的行为。这种结构提供安全功能到该平台。

VI、本地可视化

视觉跟踪器用于查找的位置,以及助行器的方向,在CyberCarpet。我们的视觉跟踪器是一个基于颜色的粒子滤波[31]的改编,并已在全面测试实验,与人类用户行走(和改变姿势)随机在一个角度俯瞰相机领域。跟踪器使用一组颗粒与她的助行器的状态的后验概率分

进度控制的方法措施(完整资料).doc

【最新整理,下载后即可编辑】 进度控制的方法 1、组织手段:落实进度控制的责任,建立进度控制协调制度。 2、技术手段:建立多级网络计划和施工作业计划体系;采用新工艺、新技术,缩短工艺过程时间和工序间的技术间歇时间。 3、经济手段:对工期提前者或按时完成节点工期实行奖励;对应急工程实行较高的计件单价;确保资金的及时供应等。 4、合同手段:按合同要求及时协调有关各方的进度,以确保项目形象进度。 5、其他预控手段: (1)以质量促进度,以安全保进度 工程施工中由于质量而影响到进度的例子比比皆是,质量是进度的保证和基础。从工序质量控制入手,对施工方法、工艺实施层层控制,把好工程质量关,避免返工或补强处理,避免附属设施因质量问题而影响投入和运行,有益于促进工程进度,没有质量就没有数量。所以进行进度控制时绝对不能放松质量控制。 ·督促承包商采取合适的施工方法与工艺,加快工程进度。 ·加强混凝土的施工质量控制,以利于下阶段预制件等的安装,避免出现处理及返工现象,从而达到以质量促进度的目的。 ·督促承包商加强现场施工安全管理,加大安全生产投入,以工程安全来保证工程进度。 (1)优化设计、简化施工,加快施工进度 ·优化设计、简化施工,不但能减少工程投资,还能加快施工进度,有利于保证质量和安全。据进度计划审查施工组织设计中的原材料供应手段、拌和生产能力、运输设备、吊运设备及风、水、电的供应等是否满足生产高峰期的需要,以避免先天性的不足。同时简化施工方案,尽可能采用较先进的、便于施工操作的技术和设备,以提高人员和设备效率,减少设备维修时间和成本,保证生产进度。

·发挥我公司搞监理的优势,与相关人员共同研究,在不影响工程等级、质量、安全、结构要求的前提下优化设计,减少工程量,简化方便施工,以加快工程进度。 (3)加强承包商之间的进度协调 承包商在施工过程中于空间、时间、交叉作业等方面干扰较大。监理工程师要协助业主组织好各承包商之间的协调衔接,尽可能减少各承包商之间的矛盾,减少施工干扰,使工程正常、有序进行。 (4)制定奖罚制度,促进进度 奖罚制度是目前我国工程建设中一种行之有效的经济措施。制定奖罚措施最重要的在于奖惩落实和合理,不搞形式主义。 工程进度控制的措施 1、工程进度控制的总体措施 (1)工程进度控制的基本措施 ·充分做好前期准备工作 监理单位中标签约后,监理人员一周内进驻现场协助业主做好各项前期工作,监理部会同业主方督促承包商尽快建立健全项目组的管理机构,主要管理人员应在开工前10天进场,工程施工方案和资源计划应在开工前编制完成,并向监理部申报。施工临设,包括道路、蛮、电、作业棚等基本就位;前期施工所需的劳动力、材料、机具应进场,做开工前的准备;施工场地障碍物应清理出场。 ·定期(不定期)检查承包商的劳动力、机械设备和周转材料的配备 监理部每月(以及施工进度有滞后现象时)应对承包商在场的劳动力、机械设备和周转材料等资源进行统计,对照承包商的资源计划进行检查,分析其能否满足施工进度要求。当工程进度有滞后现象或资源配备不能满足预期要求时,监理部将向承包商提出增加资源和赶工措施的指令。当工程出现比较严重的进度滞后情况时,监理部将会同业主方对承包商的管理能力进行评估,并

自适应控制算法的实现

题目:自适应控制算法的实现 利用FOXBORO控制模块PIDA、FBTUNE、FFTUNE可以构成自适应和自整定控制算法。在电站应用中,这种算法可以用来克服过热、再热系统的纯滞后,实现磨煤系统的模糊控制,在其它行业的先进控制应用中也很具优势。 其基本组态方法如下: 1。建立PIDA模块。 MODOPT ≥ 4。 2。建立FBTUNE 和 FFTUNE 模块,分别将 PIDA.BLKSTA 参数连至 FBTUNE和 FFTUNE的PIDBLK。 3。将扰动量连至 FFTUNE 的LOAD_n (n=1~4)。 说明: 1。使用FBTUNE可以实现对PIDA中 PBAND(比例带)、INT(积分时间)、DERIV (微分时间)、DTIME(纯延迟时间)、SPLLAG(设定值超前-滞后系数)、FILTER (用于克服过程滞后与控制器滞后间不匹配的因子)的自整定。 2。当PIDA在PI或PID方式下,若FBTUNE的DFCT不大于1,如果此时FBTUNE的 PR_FL=0,可以实现控制对象不确定的模糊控制。这种方式不需要预整定。 3。当FBTUNE的 DFCT>1,或 PIDA 在 NIPID、PI_TAU、PID_TAU方式下,或 FBTUNE 的 PR_FL=1,需作预整定。预整定时,PIDA应处于手动状态,在 FBTUNE 的详细画面上置位 PTNREQ。预整定完毕,能确定 FBTUNE 的 PR_TYP (过程类型)、DFCT 及 PIDA 的 PBAND、INT、DERIV、DTIME、 SPPLLAG。 4。在FBTUNE的详细画面上置位STNREQ,若PIDA在自动状态下,FBTUNE将 进入自整定状态。建议将预整定的P、I、D参数或经验的P、I、D参数填入 FBTUNE详细画面的PM、IM、DM中。这样,在自整定不能很好满足控制要 求时,可以在FBTUNE的详细画面上置位 FB_HOLD,并 TOGGLE PIDRCL, 于是 FBTUNE 会将保留在 PM、IM、DM 中的整定参数装入PIDA中。复位 FB_HOLD,FBTUNE仍回到自整定状态。

自适应控制综述

自适应控制文献综述 卢宏伟 (华中科技大学控制科学与工程系信息与技术研究所 M200971940) 摘要:文中对自适应控制系统的发展、系统类型、控制器类型以及国内外自适应控制在工业和非工业领域的应用研究现状进行了较系统的总结。自适应控制成为一个专门的研究课题已超过50年了,至今,自适应控制已在很多领域获得成功应用,证明了其有效性。但也有其局限性和缺点,导致其推广应用至今仍受到限制,结合神经网络、模糊控制是自适应控制今后发展的方向。 关键字:自适应控制鲁棒性自适应控制器 1.自适应控制的发展概况 自适应控制系统首先由Draper和Li 在1951年提出,他们介绍了一种能使性能特性不确定的内燃机达到最优性能的控制系统。而自适应这一专门名词是1954年由Tsien在《工程控制论》一书中提出的,其后,1955年Benner 和Drenick也提出一个控制系统具有“自适应”的概念。 自适应控制发展的重要标志是在1958午Whitaker“及共同事设计了一种自适应飞机飞行控制系统。该系统利用参考模型期望特性和实际飞行特性之间的偏差去修改控制器的参数,使飞行达到最理想的特性,这种系统称为模型参考自适应控制系统(MRAC系统)。此后,此类系统因英国皇家军事科学院的Parks利用李稚普诺夫(Lyapunov)稳定性理论和法国Landau利用Popov 的超稳定性理论等设计方法而得到很大的发展,使之成为—种最基本的自适应控制系统。1974年,为了避免出现输出量的微分信号,美国的Monopli 提出了一种增广误差信号法,因而使输入输出信号设汁的自适应控制系统更加可靠地应用与实际工程中。 1960年Li和Wan Der Velde提出的自适应控制系统,他的控制回路中用一个极限环使参数不确定性得到自动补偿,这样的系统成为自振荡的自适应控制系统。 Petrov等人在1963年介绍了一种自适应控制系统,它的控制数如有一个开关函数或继电器产生,并以与参数值有关的系统轨线不变性原理为基础来设计系统,这种系统称为变结构系统。 1960到1961年Bellman和Fel`dbaum分别在美国和苏联应用动态规划原理设计具有随机不确定性的控制系统时,发现作为辨识信号和实际信号的控制输入之间存在对偶特性,因而提出对偶控制。 Astrom和Wittenmark对发展另一类重要的自适应控制系统,即自校正调节器(STR)作出了重要的贡献。这种调节器用微处理机很容易实现。这一有创见的工作得到各国学者普遍的重视,并且把发展各种新型的STR和探索新的应用工作推向新的高潮,使得以STR方法设计的自适应控制系统在数量上迢迢领先。在这些发展中以英国的Clarker和Gawthrop在1976年提出的广义最小方差自校正控制器最受重视。它克服了自校正调节器不能用于非最小相位系统等缺点。为了既保持自校正调节器实现简单的优点,又有拜较好的

项目管理中进度管理的方法

项目管理中进度管理的方法 在开展项目进度管理之前,项目管理团队已经进行付出努力做了一些项目进度管理方面的一些规划工作,这是作为项目管理计划的一个概要性和提纲性的一个规划,本文主要论述作为项目管理详细设计在进度管理方面的一些主要方法。通常在项目进度管理过程中会涉及以下几个管理过程组,在几个项目进度管理活动或过程中都会涉及依据、工具和成果(或者叫管理活动的输出)现分别论述如下: 1.活动定义 讨论项目进度管理的方法首要的问题就是要确定哪些计划活动需要确定和记载计划活动需要完成的工作,这就是我们通常所说的活动的定义,或者叫做项目可交付成果。 为估算、安排进度、执行以及监控项目进度管理提供坚定的基础。在进行活动定义这个项目进度管理过程组中,我们将依据各个单位具体的资源情况和外部的环境等因素,通过分解技术和滚动式规划技术将项目工作组合进一步分解成更小的,更易管理的叫做计划活动的的组成部分,为我们进一步明确工作内容提供详实的资料,从而得到本过程管理组的输出---一份详尽的活动清单或工作内容清单,使我们的计划管理任务明确。 2.活动排序

在项目进度管理方法中,我们得到的一份详尽的计划活动清单后,第二步就是对已知的活动清单进行排序,活动排序的目的就是对已知的活动清单进行识别和记载计划活动之间的逻辑关系,可考虑适当的紧前、紧后、提前、滞后等等逻辑关系,只有这样才能制定出符合实际的和可以实现的项目进度表,在逻辑关系的考虑和安排上要尽量采用项目管理软件,充分利用计算机进行工作,以提高工作效率和避免不必要的错误。 在排序这个进度管理过程组中,我们主要依据上一个过程组的成果----活动清单,结合本企业的事情和外部的一些环境因素,利用紧前关系绘图法、箭线绘图法、计划网络样板法、硬逻辑、软逻辑、提前、滞后等逻辑排序技术结合计算机辅助设计等等技术,得到一份科学、合理的项目进度管理网路图。从而达到展示项目进度管理中各个计划活动和逻辑关系的一种图形和文件,为计划活动或任务资源估算奠定基础。 3.活动资源估算 在项目进度管理方法中,我们得到了各个任务清单和任务之间的逻辑关系,第三步就是要考虑为任务资源估算,计划活动资源估算就是确定在实施项目活动时要使用何种资源,每一种使用的数量,以及何种资源什么时间投入到活动中,在向项目活动中分配和估算时,必要考虑到经济性,做到既能满足要求,有经济的原则。 在进行活动资源的估算时,我们将以上面的两个管理活动的成果,依据各个单位的资源情况和考虑外部资源的可利用情况进行综合的评估,利用专家判断或类似项目的经验、实现此活动的多方案论证、对计划活动的资源使用情况进行自下而上的估算和累加的技术,得出一

自适应控制中PID控制方法

自适应PID 控制方法 1、自适应控制的理论概述 设某被控对象可用以下非线性微分方程来描述: '()((),(),,) ()((),(),,)x t f x t u t t y t h x t u t t θθ== (1-1) 其中x(t),u(t),y(t)分别为n,p,m 维列向量。假设上述方程能线性化、离散化,并可得出在扰动与噪音影响下的方程: (1)(,)()(,)()()()(,)()() X k k X k k U k k Y k H k X k V k θρθωθ+=Φ++=+ (1-2) X(k),X(k),U(k),Y(k),V(k)分别为n,n,p,m,m 维列向量;(,)k θΦ、(,)k ρθ、(,)H k θ分别为n ×n 系统矩阵、n ×p 控制矩阵、m ×n 输出矩阵。那么自适应控制就就是研究:在矩阵(,)k θΦ,(,)k ρθ,(,)H k θ中的参数向量,随机 {()k ω},{v(k)}的统计特性及随机向量X(0)的统计特性都未知的条件下的控制问题,也就就是说自适应控制的问题可归结为在对象及扰动的数学模型不完全确定的条件下,设计控制序列u(0),u(1),…,u(N- 1),使得指定的性能指标尽可能接近最优与保持最优。 自适应控制就是现代控制的重要组成部分,它同一般反馈控制相比有如下突出特点: (l)一般反馈控制主要适用于确定性对象或事先确知的对象,而自适应控制主要研究不确定对象或事先难以确知的对象。

(2)一般反馈控制具有抗干扰作用,即它能够消除状态扰动引起的系统误差,而自适应控制因为有辨识对象与在线修改参数的能力,因而不仅能消除状态扰动引起的系统误差,还能消除系统结构扰动引起的系统误差。 (3)自适应控制就是更复杂的反馈控制,它在一般反馈控制的基础上增加了自适应控制机构或辨识器,还附加了一个可调系统" 1、1模型参考自适应控制系统 模型参考自适应控制系统由参考模型、反馈控制器、自适应机构及被控对象组成。此系统的主要特点就是具有参考模型,其核心问题可归纳为如何确定自适应调节律及算法。目前设计自适应律所采用的方法主要有两种:局部参数最优法,如梯度算法等,该方法的局限性在于不一定能保证调节过程总就是稳定的;基于稳定性理论的设计方法,如Lyapunov稳定性理论与Popov超稳定性理论的设计方法。 1、2自校正调节器 自校正调节器可分为设计机构、估计器、调节器及被控对象4个部分。此控制器的主要特点就是具有在线测量及在线辨识环节,其核心问题可归纳为如何把不同参数估计算法与不同控制算法相结合。根据参数估计算法与控制算法相结合的情况把自校正控制分为:最小方差自校正控制,其特点就是算法简单、易理解、易实现,但只适用于最小相位系统,对靠近单位圆的零点过于灵敏,而且扰动方差过大时调节过程过于猛烈;广义最小方差自校正控制,可用于非逆稳系统,但难以实现;基于多步预测的自适应控制,适用于不稳定系统等,具有易实现、鲁棒性强的优点;自校正极点配置控制,具有动态性能好、无控制过激现象的特点,但静态干扰特性差;自校正PID控制,具有算法简单、鲁棒性强、待定参数少的特点;增益调度控制,优点就是参数适应快,缺点就是选择合适的列表需要大量的仿真实验,另外离线的计算量大。

模型参考自适应控制

10.自适应控制 严格地说,实际过程中的控制对象自身及能所处的环境都是十分复杂的,其参数会由于种种外部与内部的原因而发生变化。如,化学反应过程中的参数随环境温度和湿度的变化而变化(外部原因),化学反应速度随催化剂活性的衰减而变慢(内部原因),等等。如果实际控制对象客观存在着较强的不确定,那么,前面所述的一些基于确定性模型参数来设计控制系统的方法是不适用的。 所谓自适应控制是对于系统无法预知的变化,能自动地不断使系统保持所希望的状态。因此,一个自适应控制系统,应能在其运行过程中,通过不断地测取系统的输入、状态、输出或性能参数,逐渐地了解和掌握对象,然后根据所获得的过程信息,按一定的设计方法,作出控制决策去修正控制器的结构,参数或控制作用,以便在某种意义下,使控制效果达到最优或近似更优。目前比较成熟的自适应控制可分为两大类:模型参考自适应控制(Model Reference Adaptive Control)和自校正控制(Self-Turning)。 10.1模型参考自适应控制 10.1.1模型参考自适应控制原理 模型参考自适应控制系统的基本结构与图10.1所示: 10.1模型参考自适应控制系统 它由两个环路组成,由控制器和受控对象组成内环,这一部分称之为可调系统,由参考模型和自适应机构组成外环。实际上,该系统是在常规的反馈控制回路上再附加一个参考模型和控制器参数的自动调节回路而形成。

在该系统中,参考模型的输出或状态相当于给定一个动态性能指标,(通常,参考模型是一个响应比较好的模型),目标信号同时加在可调系统与参考模型上,通过比较受控对象与参考模型的输出或状态来得到两者之间的误差信息,按照一定的规律(自适应律)来修正控制器的参数(参数自适应)或产生一个辅助输入信号(信号综合自适应),从而使受控制对象的输出尽可能地跟随参考模型的输出。 在这个系统,当受控制对象由于外界或自身的原因系统的特性发生变化时,将导致受控对象输出与参考模型输出间误差的增大。于是,系统的自适应机构再次发生作用调整控制器的参数,使得受控对象的输出再一次趋近于参考模型的输出(即与理想的希望输出相一致)。这就是参考模型自适应控制的基本工作原理。 模型参考自适应控制设计的核心问题是怎样决定和综合自适应律,有两类方法,一类为参数最优化方法,即利用优化方法寻找一组控制器的最优参数,使与系统有关的某个评价目标,如:J=? t o e 2(t)dt ,达到最小。另一类方法是基于稳 定性理论的方法,其基本思想是保证控制器参数自适应调节过程是稳定的。如基于Lyapunov 稳定性理论的设计方法和基于Popov 超稳定理论的方法。 系统设计举例 以下通过一个设计举例说明参数最优化设计方法的具体应用。 例10.1设一受控系统的开环传递函数为W a (s)=) 1(+s s k ,其中K 可变,要求 用一参考模型自适应控制使系统得到较好的输出。 解:对于该系统,我们选其控制器为PID 控制器,而PID 控制器的参数由自适应机构来调节,参考模型选性能综合指标良好的一个二阶系统: W m (d)= 1 414.11 2 ++s s 自适应津决定的评价函数取 minJ =?t e 2 (t)dt ,e(t)为参考模型输出与对象输出的误差。 由于评价函数不能写成PID 参数的解析函数形式,因此选用单纯形法做为寻优方法。(参见有关优化设计参考文献)。 在上述分析及考虑下,可将系统表示具体结构表示如下图10.2所示。

随机控制理论

随机控制理论的一个主要组成部分是随机最优控制,这类随机控制问题的求解有赖于动态规划的概念和方法。 简介 随机控制理论 随机控制理论的目标是解决随机控制系统的分析和综合问题。维纳滤波理论和卡尔曼-布什滤波理论是随机控制理论的基础之一。 内容 控制理论中把随机过程理论与最优控制理论结合起来研究随机系统的分支。随机系统指含有内部随机参数、外部随机干扰和观测噪声等随机变量的系统。随机变量不能用已知的时间函数描述,而只能了解它的某些统计特性。自动控制系统分为确定性系统和不确定性系统两类,前者可以通过观测来确定系统的状态,后者则不能。随机系统是不确定性系统的一种,其不确定性是由随机性引起的。严格地说,任何实际的系统都含有随机因素,但在很多情况下可以忽略这些因素。当这些因素不能忽略时,按确定性控制理论设计的控制系统的行为就会偏离预定的设计要求,而产生随机偏差量。 涉及领域 飞机或导弹在飞行中遇到的阵风,在空间环境中卫星姿态和轨道测量系统中的测量噪声,各种电子装置中的噪声,生产过程中的种种随机波动等,都是随机干扰和随机变量的典型例子。随机控制系统的应用很广,涉及航天、航空、航海、军事上的火力控制系统,工业过程控制,经济模型的控制,乃至生物医学等。 研究课题 随机控制理论研究的课题包括随机系统的结构特性和运动特性(如动 态特性、能控性、能观测性、稳定性)的分析,随机系统状态的估计,以及随机控制系统的综合(即根据期望性能指标设计控制器)。随机系统中含有随机变量,所以在研究中需要使用随机过程的基本概念和概率统计方法。严格实现随机最优控制是很困难的。对于线性二次型高斯(LQG)随机过程控制问题,包括它的特例最小方差控制问题,可以应用分离原理把随机最优控制问题分解成状态估计问题和确定性最优控制问题,最终能得到全局最优的结果。但对于一般的随机控制问题应用分离原理只能得到次优的结果。随机状态模型

工程进度控制的手段和措施

工程进度控制的手段和措施 一、工程进度控制的目标 通过编制工程总进度控制网络计划和对施工单位提供的进度计划的审核认定,进行进度目标的分解和关键线路和节点的进度目标控制。在施工过程中检查并管理工程实际进度,进行实际进度与计划进度的比较和原因分析,采取组织经济、技术、合同措施。通过对人、机、料、法、环的控制和统筹安排,实现工期不超过计划工期。 二、工程进度控制的原则 1、工程进度控制的依据是建设工程施工合同所约定的工期目标。 2、在确保工程质量和安全的原则下,控制进度。 3、应采用动态的控制方法,对工程进度进行主动控制。 三、工程进度控制的内容与方法 1、编制施工进度计划控制方案 专业监理工程师应依据施工承包合同有关条款、施工图及施工实际情况,编制施工进度计划控制方案,对进度目标进行风险分析,制定防范性对策,并报总监理工程师。 2、审批进度计划

(1) 承包单位应根据建设工程施工合同的约定按时编制施工总进度计划、季度进度计划、月进度计划,并按时填写《施工进度计划报审表》,报项目监理部审批。 (2) 监理工程师应根据本工程的条件,全面分析承包单位编制的施工总进度计划的合理性、可行性。 (3) 监理工程师应审查进度网络计划的关键线路并进行分析。 (4) 对季度及年度进度计划,尚应分析承包单位主要工程材料及设备供应等方面的配套安排。 (5) 有重要的修改意见应要求承包单位按意见修改计划后重新申报。 (6) 进度计划由总监理工程师签署意见批准实施并报送建设单位。 3、进度计划的实施监督 (1) 在计划实施过程中,监理工程师应对承包单位实际进度进行跟踪监督,并对实施情况做好记录,为公正、合理地处理工程延误提供证据。 (2) 及时检查审核承包单位提交的进度统计资料和进度控制报表,并根据实际检查的结果进行实际进度与计划进度的对比,并定期向建设单位汇报工程实际进度状况,按期提供必要的进度报告,提出合理预防由业主原因导致工程延期和费用索赔的建议,组织定期和不

自适应控制算法

自适应控制算法综述 定时器Timer0中断服务子程序在整个控制过程中处于最核心地位。振动数据的采样频率就是通过定时器Timer0的中断周期来实现的,实际中中断周期为0.1ms 。程序每隔0.1ms 读取一次A/D 采集并平滑过的数据,调用单点数据的LMS 自适应处理子程序,计算完成后通过D/A 输出控制信号,经功放放大后作用于压电作动器。即实现了在采样频率10KHz 下,智能结构振动控制的实时处理。 参考自适应对消原理图,自适应对消的目的在于利用0v (n)和1v (n)的相关性,使y(n)成为0v (n)的估计值,则e(n)逼近s(n)的估计值。由图可得 e(n)=d(n)-y(n) 又有: d(n)=s(n)+ 0v (n) 所以: e(n)=s(n)+ 0v (n)-y(n) )]()()[(2)]()([)()(02022n y n v n s n y n v n s n e -+-+= 由于)(n y 是)(0n v 的估计值,又)(n s 与)(0n v 不相关,所以有E{2s(n)[v0(n)-y(n)]}为0,即有 E[)(2n e ]=E[)(2n s ]+E[(v0(n)-y(n))2] 显然,当y(n)趋于v0(n)时,有 )]([2n e E 取得最小值。 各信号的对应关系如下: s(n)-实验中振动对象自身所带的噪声信号。

v0(n)-实验中激振器激励振动对象的振动信号。 d(n)-实验中未对振动对象进行振动主动控制时的振动信号。 v1(n)-实验中激振器激励振动对象同时提供的激励参考信号。 y(n)-实验中控制器根据自适应控制算法提供的控制信号。 e(n)-实验中已对振动对象进行振动主动控制后的振动信号。 设自适应滤波器的长度m=64,收敛因子mu=0.005,信号长度n=512。m=64; mu=0.005; n=512; x=zeros(1,n+1); w=zeros(1,m*3); d=zeros(1,n+1); inputsignal=zeros(1,n+1); designsignal=zeros(1,n+1); outputsignal=zeros(1,n+1); errorsignal=zeros(1,n+1); e=0; y=0; for i=1:n ds=sin(2*pi*0.02(i-1))+0.2*WGN(1,1,1,’real’); xs=sin(2*pi*0.02(i-1)); for ii=2:m x(ii-1)=x(ii); end x(m)=xs; y=0; for ii=1:m y=y+x(ii)*w(ii); end e=ds-y;

自适应控制的情况总结与仿真

先进控制技术大作业

自适应控制技术综述及仿真 1自适应控制系统综述 1.1自适应控制的发展背景 自适应控制器应当是这样一种控制器,它能够修正自己的特性以适应对象和扰动的动特性的变化。这种自适应控制方法应该做到:在系统运行中,依靠不断采集控制过程信息,确定被控对象的当前实际工作状态,优化性能准则,产生自适应控制规律,从而实时地调整控制器结构或参数,使系统始终自动地工作在最优或次最优的运行状态。自从50年代末期由美国麻省理工学院提出第一个自适应控制系统以来,先后出现过许多不同形式的自适应控制系统。模型参考自适应控制和自校正调节器是目前比较成熟的两类自适应控制系统 模型参考自适应控制系统发展的第一阶段(1958年~1966年)是基于局部参数最优化的设计方法。最初是使用性能指标极小化的方法设计MRAC,这个方法是由Whitaker等人于1958年在麻省理工学院首先提出来的,命名为MIT规则。接着Dressber,Price,Pearson等人也提出了不同的设计方法。这个方法的主要确点是不能确保所设计的自适应控制系统的全局渐进稳定;第二阶段(1966~1974年)是基于稳定性理论的设计方法。Butchart和Shachcloth、Parks、Phillipson等人首先提出用李亚普诺夫稳定性理论设计MRAC系统的方法。在选择最佳的李亚普诺夫函数时,Laudau采用了波波夫超稳定理论设计MRAC系统;第三阶段(1974-1980年)是理想情况(即满足假定条件)下MRAC系统趋于完善的过程。美国马萨诸塞大学的Monopoli提出一种增广误差信号法,当按雅可比稳定性理论设计自适应律时,利用这种方法就可以避免出现输出量的微分信号,而仅由系统的输入输出便可调整控制器参数;针对一个控制系统控制子系统S进行研究,通常现代控制理论把大型随机控制系统非线性微分方程组式简化成一个拥有已知的和具有规律变化性的系统数学模型。但在实际工程中,被控对象或过程的数学模型事先基本都难以仅采用简单的数学模型来确定,即使在某一特定条件下确定的数学模型,在条件改变了以后,其动态参数乃至于模型的结构仍然可能发生变化。为此,针对在大幅度简化后所形成的拥有已知的和预先规律变化性的系统数学模型,需要设计一种特殊的控制系统,它能够自动地补偿在模型阶次、参数和输入信号方面未知的变化,

项目进度管理办法(最新版)

项目生产与工期管控办法(试行) 为使项目更为有序、高效地组织施工生产,使公司及时了解和监控项目实施进程,推动公司生产与工期管理体系规范化、制度化,将过程控制做到精细化、系统化,保证工程工期履约,公司特制定项目生产与工期管控办法。 第一章总则 第一条本办法依据中建总公司《项目管理手册》、局和公司等有关文件规定编制。 第二条指导原则: 目标分解,落实责任,制定措施,严格考核,规范管理。 第三条本办法适用于公司所属各项目的生产与工期管理工作。 第四条公司职能部门应加强对工程项目生产与工期管控,指导和帮助项目部建立并落实项目生产与工期管理体系和生产与工期管理责任制。 第五条关键词解释 工期管控计划:以施工合同、工程招投标文件为编制依据,将群体工程分解到单体工程,再分解到关键节点,最后任务分解到各分部或分项工程和流水节拍上,反应项目施工、试运、阶段验收、专业验收及竣工验收、备案验收在各任务间的逻辑关系和关键线路;管控计划做为公司(分公司)考核项目生产和工期管理的依据,用于项目管理层指导执行层工作计划的编制和执行。项目工期管控计划做为《项目策划书》、《项目目标责任书》的组成部分。 生产与工期管理计划:项目部在项目工期管控计划基础上编制详细的工作计划,任务分解到项目部各责任部门和责任人,是为项目工期管控计划的实现而编制的支持性综合计划;该计划以项目工期管控计划中各分部或分项工程开始施工时间为完成基准,反映为保障各分部或分项工程开始实施的前置任务(包含:深化设计、施工方案、招投标、物资设备订货加

工进场、劳务、现场作业条件、资金等)的准备周期,并编制详细的工作计划。 月进度计划:从项目工期管控计划中截取每月的实际需要完成的任务,形成月进度计划。月进度计划在项目工期管控计划的基础上将任务分解到各施工工序。 第二章项目生产与工期管理机构和人员 第六条公司成立以生产副总经理为首,以工程部、机电部、安全管理部、质量保证部、经济管理部和人力资源部等部门为主的项目生产与工期管理体系。 第七条项目部建立以项目目标责任承包团队为责任主体,由项目各责任工程师参加的项目生产与工期管理体系。 第八条项目根据施工项目的规模和不同的施工阶段配备一定数量及相应专业的部门及人员。 第九条工程规模参见中建总公司《项目管理手册》、局和公司等有关文件。 第十条各项目部定员的标准按公司《项目薪酬管理办法》相关内容执行。 第三章项目生产与工期管控责任制 第十一条公司总经理的生产与工期管理职责: 公司总经理对公司的工程顺利施工负主要领导责任,其主要职责是: 1、贯彻国家和地方政府有关建设工程的法律、法规,将工程进度列入本单位的重要议事日程,参加重要的工期工作会议,签发有关项目生产与工期管控的重大决定,决定项目生产与工期管控方面的重要奖惩。 2、督促分管领导和所属各项目经理抓好项目生产与工期管控工作。 3、督促建立健全项目生产与工期管理体系,听取分管领导和项目的工作汇报,研究解决有关项目生产与工期管控的重大问题。 第十二条公司主管生产副总经理的生产与工期管理职责:

自适应控制的相关算法

智能跑步机平台的运动控制 摘要:这个智能跑步机是一个促动平台,在虚拟现实的探索中允许步行用户不受约束的运动,该平台由通过球阵列地毯覆盖和安装在转盘的线性跑步机,及配备有用于线性和角运动两个致动装置。这个平台的主要控制任务是让步行者始终在平台的中心,同时抵消他任意走动 然后满足感知的约束。这个平台的控制问题也不小,由于运动系统中是不完全约束的。文章的第一部分是描述智能平台的运动控制装备的设计,线性运动和角运动平台的速度的控制输入和反馈是基于步行者通过外部视觉跟踪系统测量而获得。通常,基于观察者的干扰和步行者的随意速度,我们结合了反馈和前反馈,提出全球稳定控制项目。我们同样讨论了加速度和动力影响步行者的运动控制。文章的第二部分是致力于全面系统的实际运用上。作为最终全面平台的概念证明,机器的设计和智能跑步机的一个小规模实现原型的呈现,以及通过使用的全方位相机来获得人的助行器的平台上的位置的视觉定位方法。为了得到有效的运动控制设计建议,一系列的运动任务演示实验结果是报告和讨论使用了一个很小的运动跟踪器来呈现。 关键词:观察者的干扰,输入输出反馈,线性,原地运动平台,运动控制,不完整的系统,虚拟现实,视觉跟踪。 1、介绍 全向运动平台使用在虚拟现实上的探索,最终的目标是在虚拟现实场景中使用者完全沉浸于其中,我们头戴式显示器,很自然的速度自由行走任何方向,当我们保持着身体的平台运动范围和不需要任何穿戴的限制装备。比如追踪步行者位置和步调特征。用这种方式支持当地运动,这个平台抵消步行者的任意运动,以保持步伐一致。所以,联系观察者对步行者的影响,考虑输入指令的限制,避免使用者沉浸时的干扰。这就是欧洲探寻只能跑步机工作的主要任务。 不同的运动允许人们行走在虚拟环境中界面存在。很多情况,运动限制在1D线性跑步机上,有点像运输平台,用户由一个线束约束应用稳定特性和其他虚拟特效。为了适应微小缓慢的方向改变,这个跑步机将安装在转换平台上。另一种不同的方法是采取环形通道,这些活跃的移动转随着脚移动。再者,这些步行者需要避免快速的转换和高速度。对于在2D 无限制的平台上行走,全向跑步机上回使用两个垂直的方向带和很大的环形,而实施圆环状带排列在圆环跑步机。由于控制系统的缺陷,两种机构系统都需要允许限制速度。更多的是机械的实现受到限制是由于大量的运动片段。这种问题是不存在想智能领域的无源器件。然而,步行者的自然性是由球形地板内曲率的限定。过去常常使用二者选一的原则,这个输送带和旋转平台输送的运动通过球阵列板来认识2D平面跑步机。在球形列放置在一个凹面上不动,但是有传感器仪器检测角接触。

监理对进度控制的目标及方法措施

东邦小悦湾一期工程 监理对进度控制的目标及方法措施 编制人: 审核人: 2016年9月10日

东邦小悦湾一期工程 监理对进度控制的目标及方法措施 项目工程监理对进度控制的目标及方法措施 1.进度控制的目的: 本工程工期目标为300日历天,我司将通过目标风险管理和施工进度的动态控制,将实际工期控制在合同要求的工期之内,杜绝工程延期,确保工程项目按期建成并交付使用。 2.进度控制的方法: 2.1、工程招标阶段 (1)协助建设单位审定建设工程凳文件中涉及工程进度的条款; (2)协助建设单位审议工程投标书中涉及工程进度的文件并提出审议意见. 2.2、工程施工阶段 (1)编制监理工程师计划; (2)审核承包商报送的施工实施进度计划; (3)对工程进展及进度实施过程进行控制; (4)按合同文件规定受理承包商申报的工程延期索赔申请; (5)向建设单位提供关于施工进度和工期优化建议及分析报告; (6)依据建设工程监理合同规定,向建设单位编报工程进度信息. 2.2.1、监理工程师计划的编制 在工程开工前,监理机构依据建设工程施工合同文件所确定的合同工期目标、工程阶段目标、承包商应具备的施工水平与能力、施工布置、施工方案、施工资源配置、设计文件、现场施工条件以及建设单位条件提供计划等各项条件和要求,完成该项目的计划编制,并以实现合同工期的有效控制为目标,随工程施工进展不断予以优化、调整和完善。 工程施工过程中,监理机构结合施工进度和实际施工条件,进上步完成分阶段、分年、分项工程进度计划,关键路线项目施工网络计划,施工设备和材料供应计划,设计供图与资金支付计划的编制。 监理工程师计划报经建设单位审定后,作为审查承包商施工总进度计划、制定建设单位资源供应计划以及对合同工程项目施工进度实施控制的基础文件,也是监理机构对单项工程和年、季、月施工进度事实控制,以及审议合同工期延期索赔的主要依据。 2.2.2、工程进度控制方法 进度控制采用关键路线、网络分析、阶段目标、工序指标、形象进展、反馈调整等控制方法。工程进度监理控制流程如图20.5所示。

自适应控制实验

k c t t 实验一 一、 可增益Lyapunov-MRAC 算法 1.1 步骤: 已知: N (s ) D (s ) 第一步:选择参考模型,即Gm (s ); 第二步:选择输入信号 y r (t )和自适应增益γ; 第三步:采样当前参考模型输出 y m (t )和系统实际输出 y p (t ); 第四步:利用公式 & ( )= γe (t ) y r (t ) 和公式 u ( )= k c (t ) y r (t ) ; 第五步:t t+h ,返回第三步,继续循环。 1.2 考虑如下被控方对象模型: G p (s )= 选择参考模型为: k p (s + 1) s 2 + 5s + 1 , k p 未知(仿真时取 k p =1) G m (s )= k m (s + 1) s 2 + 5s + 1 , k m =1 因为 G P (s )、 G m (s )均为严格正实函数。取自适应增益γ=0.2,输入 y r 为 方波信号,幅值r=1,采用可调增益Lyapunov-MRAC 算法,仿真程序以及仿真结 果如下。 二、仿真程序 %可调增益Lyapunov-MRAC clear all ;close all ; h=0.1;L=100/h;%数值积分步长和仿真步数 num=[1 1];den=[1 5 1];n=length(den)-1; kp=1;[Ap,Bp,Cp,Dp]=tf2ss(kp*num,den); km=1;[Am,Bm,Cm,Dm]=tf2ss(km*num,den); gamma=0.2; yr0=0;u0=0;e0=0; xp0=zeros(n,1);xm0=zeros(n,1); kc0=0; r=1;yr=r*[ones(1,L/4) -ones(1,L/4) ones(1,L/4) -ones(1,L/4)]; for k=1:L; time(k)=k*h;

进度控制方案

进度控制方案 一、进度控制目标 以建设单位与施工单位签订的合同所约定的开工日期和总工期为依据进行控制,确保在合同工期内顺利竣工,并力争提前。 二、进度控制的监理工作内容 1.督促承包单位应根据建设工程施工合同的约定按时编制施工总进度计划报总监审批。 2.监理工程师应根据工程的条件(工程的规模、质量标准、工艺复杂程度、施工的现场条件、施工队伍的条件等),全面分析承包单位编制的施工总进度计划的合理性、可行性,综合考虑当地的气象、地质、交通、环境等因素,确定工程进度控制总目标。 3.对周及月进度计划;应分析承包单位主要工程材料及设备供应等方面的配套安排。有重要的修改意见应要求承包单位重新申报。总进度计划由总监理工程师签署意见批准实施并报送业主。 4.在计划实施工程中,监理工程师对承包单位实际进度进行跟踪监督,并对实施情况做出记录。根据检查的结果对工程进度进行评价和分析。发现偏离应签发《监理通知单》要求承包单位及时采取方法,实现计划进度的安排。 5.对工程进度进行动态管理,发现工程进度严重偏离计划时,总监理工程师应组织监理工程师进行原因分析,研究方法;要求施工单位及时提出进度调整的方法和方案,同时调整施工进度计划及有关材料、设备、劳动力的供应计划。 6.必要时召开各方进度协调会议,研究采取方法,保证合同约定目标的实现。 7.必须延长工期时,要求施工单位填报《工期延期申请表》,报总监理工程师审批。总监理工程师应根据实际情况,结合合同及目标工期要求,签署监理意见,并提交建设单位审批。除非建设单位同意对工程建设工期进行延期,否则,

总监理工程师将督促承包单位采取一切可行的方法,包括调整工序与施工作业安排来实现总进度监控计划的实现。 三、进度控制方法 1.组织方法 (1)建立健全监理组织机构,专人协调控制工程进度,完善职责分工及有关制度,落实进度控制的责任。 (2)确定进度协调工作制度;每周召开一次进度协调会, 2. 技术方法 (1)监理在和业主充分研究后确定的总进度控制计划,发给各施工单位,各施工单位、供货商按控制计划的要求编制实施进度网络计划;监理认真审核各计划协调性和合理性。 (2)加强事中检查控制;每月进行进度检查,动态控制和调整。并建立反映工程进度的监理日志、月报、进度曲线。监理单位每月以月报形式向业主报告有关各项工程实际进度和计划的对比和形象进度情况。 (3)对工程进度进行动态管理:实际进度与计划进度发生差异时,应分析产生的原因;并提出调整的方法和方案,并相应调整施工、设计、材料设备供应和资金计划。 (4)组织好专题工地会议。周协调会也相当于周计划检查会,重点解决各施工单位内部不能解决的问题。有问题必须抓住不放,务必解决。 3.经济方法 (1)编制进度目标计划,确定进度控制点,对按时或提前完成者给予奖励;延期完工者给予处罚。

自适应控制中PID控制方法

自适应控制中P I D控 制方法 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

自适应PID 控制方法 1、自适应控制的理论概述 设某被控对象可用以下非线性微分方程来描述: '()((),(),,) ()((),(),,)x t f x t u t t y t h x t u t t θθ== (1-1) 其中x(t),u(t),y(t)分别为n,p,m 维列向量。假设上述方程能线性化、离散化,并可得出在扰动和噪音影响下的方程: (1)(,)()(,)()()()(,)()() X k k X k k U k k Y k H k X k V k θρθωθ+=Φ++=+ (1-2) X(k),X(k),U(k),Y(k),V(k)分别为n ,n ,p ,m ,m 维列向量;(,)k θΦ、(,)k ρθ、(,)H k θ分别为n ×n 系统矩阵、n ×p 控制矩阵、m ×n 输出矩阵。那么自适应控制就是研究:在矩阵(,)k θΦ,(,)k ρθ,(,)H k θ中的参数向量,随机{()k ω},{v(k)}的统计特性及随机向量X(0)的统计特性都未知的条件下的控制问题,也就是说自适应控制的问题可归结为在对象及扰动的数学模型不完全确定的条件下,设计控制序列u(0),u(1),…,u(N- 1),使得指定的性能指标尽可能接近最优和保持最优。 自适应控制是现代控制的重要组成部分,它同一般反馈控制相比有如下突出特点: (l)一般反馈控制主要适用于确定性对象或事先确知的对象,而自适应控制主要研究不确定对象或事先难以确知的对象。

(2)一般反馈控制具有抗干扰作用,即它能够消除状态扰动引起的系统误差,而自适应控制因为有辨识对象和在线修改参数的能力,因而不仅能消除状态扰动引起的系统误差,还能消除系统结构扰动引起的系统误差。 (3)自适应控制是更复杂的反馈控制,它在一般反馈控制的基础上增加了自适应控制机构或辨识器,还附加了一个可调系统" 模型参考自适应控制系统 模型参考自适应控制系统由参考模型、反馈控制器、自适应机构及被控对象组成。此系统的主要特点是具有参考模型,其核心问题可归纳为如何确定自适应调节律及算法。目前设计自适应律所采用的方法主要有两种:局部参数最优法,如梯度算法等,该方法的局限性在于不一定能保证调节过程总是稳定的;基于稳定性理论的设计方法,如Lyapunov稳定性理论和Popov超稳定性理论的设计方法。 自校正调节器 自校正调节器可分为设计机构、估计器、调节器及被控对象4个部分。此控制器的主要特点是具有在线测量及在线辨识环节,其核心问题可归纳为如何把不同参数估计算法与不同控制算法相结合。根据参数估计算法与控制算法相结合的情况把自校正控制分为:最小方差自校正控制,其特点是算法简单、易理解、易实现,但只适用于最小相位系统,对靠近单位圆的零点过于灵敏,而且扰动方差过大时调节过程过于猛烈;广义最小方差自校正控制,可用于非逆稳系统,但难以实现;基于多步预测的自适应控制,适用于不稳定系统等,具有易实现、鲁棒性强的优点;自校正极点配置控制,具有动态性能好、无控制过激现象的特点,但静态干扰特性差;自校正PID控制,具有算法简单、鲁棒性强、待定参数少的特点;增益调度控制,优点是参数适应快,缺点是选择合适的列表需要大量的仿真实验,另外离线的计算量大。

PID自适应控制学习与Matlab仿真

PID自适应控制学习与Matlab仿真 0 引言 在P ID控制中,一个关键的问题便是P I D参数整定。传统的方法是在获取对象数学模型的基础上,根据某一整定原则来确定PID参数。然而实际的工业过程往往难以用简单的一阶或二阶系统来描述,且由于噪声、负载扰动等因素的干扰,还可以引起对象模型参数的变化甚至模型结构的政变。这就要求在P I D 控制中。不仅PID参数的整定不依赖于对象数学模型,而PID参数能在线阐整,以满足实时控制的要求。 1 自适应控制的概念及分类 控制系统在设计和实现中普通存在着不确定性,主要表现在:①系统数学模型与实际系统间总是存在着差别,即所谓系统具有末建模的动态特性;②系统本身结构和参数是未知的或时变的;③作用在系统上的扰动往往是随机的,且不可量测;④系统运行中,控制对象的特性随时间或工作环境改变而变化,且变化规律往往难以事先知晓。 为了解决控制对象参数在大范围变化时,一般反馈控制、一般优控制和采用经典校正方法不能解决的控制问题。参照在日常生活中生物能够遏过自觉调整本身参数改变自己的习性,以适应新的环境特性。为此,提出自适应控制思想。 自适应控制的概念 所谓自适应控制是指对于控制对象的动态信息了解得不够充分对周围环境变化尚掌握不够明确的情况下控制系统对控制器的参数进行积极的自动调节。 自适应控制方法应该做到:在系统远行中,依靠不断采集控制过程信息,确定被控对象的当前实际工作状态,优化性能准则,产生自适应控制规律,从而实时地调整控制器结构或参数,使系统始终自动地工作在最优或次最优的运行状态下。 作为较完善的自适应控制应该具有以下三方面功能: (1)系统本身可以不断地检测和处理理信息,了解系统当前状态。 (2)进行性能准则优化,产生自适应校制规律。 (3)调整可调环节(控制器),使整个系统始终自动运行在最优或次最优工作状态。 自适应控制是现代控制的重要组成部分,它同一般反馈控制相比较有如下突出特点: (1) 一般反馈控制主要适用于确定性对象或事先确知的对象,而自适应控制主要研究不确定对象或事先难以确知的对象。 (2) 一般反馈控制具有强烈抗干扰能力,即它能够消除状态扰动引起的系统误差,而自适应控制因为有辨识对象和在线修改参数的能力,因而能消除状态扰动引起的系统误差,而且还能消除系统结构扰动引起的系统误差。 (3) 一般反馈控制系统的设计必须事先掌握描述系统特性的数学模型及其环境变化状况,而自适应控制系统设计则很少依赖数学模型全部,仅需要较少的验前知识,但必须设计一套自适应算法,因而将更多地依靠计算机技术实现。 (4) 自适应控制是更复杂的反馈控制,它在一般反调控制的基础上增加了自适应控制机构或辨识器,还附加一个可调系统。 自适应控制系统的基本结构与分类 通常,自适应控制系统的基本结构有两种形式,即前馈自适应控制和反馈自适应控制。 1.2.1 前馈自适应控制结构 前馈自适应控制亦称开环自适应控制,它借助对作用于过程信号的测量。并通过自适应机构按照这些测量信号改变控制器的状态,从而达到改变系统特性的目的。没有“内”闭

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