《面向瞬態性能增強的自適應最佳化控制系統設計及分析》是依託昆明理工大學，由那靖擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：面向瞬態性能增強的自適應最佳化控制系統設計及分析
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：那靖
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對自適應控制系統瞬態收斂性能難定量分析，以及自適應律中大學習速率雖能加快收斂但會引發高頻動態不穩定等問題，探索自適應系統各組成模組影響其性能的機理，多角度研究面向瞬態性能增強的自適應控制基礎理論。主要研究：（1）增強型模型參考自適應控制。從修正參考模型的角度，引入參數估計誤差建立強魯棒、快收斂的自適應系統；（2）預設收斂性能自適應控制。從控制器設計角度出發，通過誤差轉換研究預設穩態和瞬態性能的控制系統；（3）基於最優誤差修正的自適應控制。從自適應律設計角度出發，引入最優控制思想研究同時保證跟蹤控制和參數估計收斂的自適應方法；（4）線上求解自適應最優控制。從控制器和自適應律設計出發，研究最優控制線上求解，提出快速自適應最佳化控制方法。研究目標為：建立基於參數誤差學習機制的瞬態性能增強型自適應控制理論，探索自適應和最優控制交叉融合，解決現有自適應系統瞬態性能差、參數收斂難等問題，推進相關研究進展。
結題摘要
本項目針對自適應控制系統瞬態收斂性能難以定量分析，且自適應律中大學習速率雖能加快收斂但會引發高頻動態不穩定的問題，探索了自適應系統各組成模組影響其性能的機理，多角度研究了面向瞬態性能增強的自適應控制基礎理論。主要研究內容及研究成果為：（1）針對模型參考自適應控制系統，分別從參考模型修正的角度、自適應律設計的角度和控制器設計的角度出發，探究了影響自適應系統性能三個要素之間的關係並探究了高增益與穩定性之間矛盾根源，實現了模型參考自適應系統瞬態性能增強；（2）研究了預設性能控制器設計策略和分析方法，提出了新的穩態誤差函式以及對應的誤差轉化機制。同時，研究了不依賴於傳統神經網路等函式逼近器的控制器設計策略和分析方法，提出了針對非線性系統可預設性能、且無函式逼近器的控制器設計新機制和分析方法。同時，提出了一類新的未知動態觀測器，補償系統未知動態；（3）研究了基於最優思想的自適應控制系統設計，進一步挖掘了系統隱含的誤差信息對於估計和控制性能的影響，構建了對應的最優性能指標，提出了針對時變參數的估計策略，並將該方法用於自適應控制設計，實現了參數估計和控制同時收斂；（4）研究了自適應最優控制理論，提出了將自適應技術用於求解受約束的最優控制問題方法，提出了新的‘辨識器-執行器’的自適應動態規劃結構，放鬆了對系統模型的要求，避免了執行網路的使用。將該類思想用於求解魯棒控制、博弈以及海浪能轉換裝置的最優控制求解中；（5）將所得到的理論研究成果在汽車主動振動控制、汽車發動機建模、機器人、三自由度直升機和伺服系統等進行了套用研究和實驗驗證。實驗測試為後續可能的套用打下了堅實的基礎。該項目研究成果系統性地建立了面向瞬態性能增強的自適應控制系統設計和分析方法，通過修改參考模型、保證參數收斂、快速補償學習誤差、實現最優控制與自適應融合等多個角度改善了自適應系統瞬態性能，並解決了時變參數估計、持續激勵條件線上判別等難題。本項目已有結果以及後續研究成果可作為自適應控制領域成果的有效補充，將會促進自適應控制和最優控制理論的發展。
