自适应控制的应用实例

自适应控制经过近50年的发展，无论在理论上还是应用上都取得了很大的发展。近20多年来，随着计算机技术特别是大规模集成电路和芯片的广泛普及，为自适应控制开辟了广阔的领域。自适应控制在：飞行器控制、深空探测器控制、卫星跟踪系统、大型油轮控制、电子拖动、造纸过程控制、冶金过程控制、化工过程控制、水泥配料控制、大型加热炉温控制等方面得到了应用。

1、自适应控制在航空航天中的应用

飞行体控制表面的偏转所产生的力矩是速度、高度和功角的函数，因此，飞行过程中其传递函数始终在发生很大的变化，线性控制系统无法获得满意的结果。随着飞机性能的不断提升，尤其是宇宙飞船的出现，航天航空领域对自适应控制的兴趣日益增加。美国宇航局（NASA）的Gupta Pramod等经过研究认为必须对基于神经网络的自适应控制器性能进行适当的监测和评估以后，才能将其安全可靠地用于现代巡航导弹控制，并给出了利用贝叶斯方法的查证和确认方法及其在NASA的智能飞行控制系统中的模拟结果。辛辛那提大学的Slater G.L.利用自适应方法大大改善飞机在起飞阶段的爬升性能预测，即根据测试和计算的能量比率自适应调整飞行器推力依赖度，这样有利于飞机在爬升过程中与空中的其他飞行器合流。

2、自适应控制在过程工业中的应用

工业过程自20世纪30年代后期以来已越来越依赖自动化装置，反馈控制是通用的控制方法，经历了从比例控制到智能控制的发展历程。最近30多年，自适应策略在工业过程控制中获得了广泛的应用，主要包括化工过程、造纸过程、食品加工过程、冶金过程、钢铁制造过程、机械加工过程等应用领域。

3、自适应控制在化工行业中的应用

大连理工大学的张志军将两个多层模糊神经网络分别用于化工过程系统辨识和控制，通过不断更新模糊成员函数来实现自适应控制。结合运用BFGS和最小二乘算法在线训练神经网络，使模型的精度提高从而控制性能大大提高，克服了模型不匹配和时变的影响。

4、自适应控制在钢铁行业中的应用

宝钢股份公司的羌菊兴等将高速稳态自适应控制技术拓展到带钢生产的头尾控制上，进一步减少了带钢头尾厚度超差的长度，提高了产品的质量和产量。

5、自适应控制在烟草行业中的应用

卷烟工艺烘丝过程中烟丝含水率的变化具有较强的非线性、不确定性和大滞后特性，同时存在干扰和噪声，运用常规PID算法难以达到期望的控制效果。国内与国外的专家合作，采用无模型自适应控制器结合渐进辨识方法对烘丝过程的烟丝含水率控制系统进行改造，降低了干头干尾的数量，提高了卷烟生产质量。

6、自适应控制在电力系统中的应用

自适应策略在电力系统控制中的应用主要包括： 锅炉蒸汽温度和压力控制、锅炉燃烧效率的优化控制、互连电力系统发电量控制等方面。针对电厂主蒸汽温度调节的大时滞和不确定性，我国东北电力大学的顾俊杰等采用自适应PSD控制方法，并结合运用内模控制器。与传统的PID控制系统相比，自适应PSD控制算法简单、计算量小，并且能减少

超调量、加快相应速度、缩短稳定时间。东南大学的胡一倩等对PID模糊控制器的参数进行自适应调整，并将其用于锅炉过热蒸汽温度的控制，取得了满意的效果。哈尔滨工业大学的徐立新等结合专家经验得出燃气轮机模糊PI控制规律，并据此设计了透平转速和排气温度的模糊自适应PI控制器，提高了燃气轮机的性能且实现非常方便。

7、自适应控制在环境和生物医学领域中的应用

在水处理过程中，投药单耗与原水的浊度和温度密切相关，而原水水质随季节改变，且每年相同季节的原水水质也会有所不同。深圳市清泉水系统工程设备有限公司叶吕明等研制了一种自适应控制投药设备。该设备可自动学习最佳投药控制规律，并根据水质及环境状态选择最佳投药量。自适应控制在临床医学中的应用发展非常迅速。南加利佛尼亚大学的Jell ，Roger W.利用自适应方法来控制后续的庆大霉素血清药物浓度。采用基于贝叶斯方法的开环反馈自适应药物代谢控制系统，并仔细对照病人的临床表现与适用模型的输出（生理表现），医生就可以确定最适合该病人的治疗目标。清华大学的郝智秀和申永胜发明了一种假手握力自适应控制装置，以实现假手握物感觉的反馈。该控制装置使截肢者使用肌电假手时有真肢感。