基本概念

“自适应”一般是指系统按照环境的变化，调整其自身使得其行为在新的或者已经改变了的环境下达到最好的或者至少是容许的特性和功能，这种对环境变化具有自适应能力的系统称为自适应系统。

在反馈控制和最优控制中，都假定被控对象或过程的数学模型是已知的，并且具有线性定常的特性。实际上在许多工程中，被控对象或过程的数学模型事先是难以确定的，即使在某一条件下被确定了的数学模型，在工况和条件改变了以后，其动态参数乃至于模型的结构仍然经常发生变化。在发生这些问题时，常规控制器不可能得到很好的控制品质。为此，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非预知的变化，这就是自适应控制。

分类

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。主要有：

（1）增益自适应控制

（2）模型参考自适应控制（MRAC）

（3）自校正控制（STC）

（4）直接优化目标函数自适应控制

（5）模糊自适应控制

（6）多模型自适应控制

（7）自适应逆控制

模型参考自适应控制（model reference adaptive system，MRAS）和自校正控制系统（self-tuning control system）是目前比较成熟的两类自适应控制系统。这类自适应系统的一个主要特点是在线辨识对象数学模型的参数，进而修改控制器的参数。

模型参考自适应控制系统

这类自适应控制系统设计方法的理论基础为局部参数优化方法、李雅普诺夫稳定性理论和波波夫（Popov）超稳定性理论。

模型参考白适应控制系统由参考模型、被控对象、反馈控制器和调整控制器参数的自适应机构等部分组成，其基本原理如图1所示。这类控制系统包括内回路和外回路两个回路。内环是由被控对象和控制器组成的普通反馈回路，而控制器的参数则由外回路调整。参考模型的输出 直接表示了对象输出应当怎样理想地响应参考输人信号r。

图1

控制器参数的自适应调整过程如下：