自適應控制的應用實例

自適應控制經過近50年的發展，無論在理論上還是應用上都取得了很大的發展。近20多年來，隨著計算機技術特別是大規模集成電路和芯片的廣泛普及，為自適應控制開辟了廣闊的領域。自適應控制在：飛行器控制、深空探測器控制、衛星跟蹤系統、大型油輪控制、電子拖動、造紙過程控制、冶金過程控制、化工過程控制、水泥配料控制、大型加熱爐溫控制等方面得到了應用。

1、自適應控制在航空航天中的應用

飛行體控制表面的偏轉所產生的力矩是速度、高度和功角的函數，因此，飛行過程中其傳遞函數始終在發生很大的變化，線性控制系統無法獲得滿意的結果。隨著飛機性能的不斷提升，尤其是宇宙飛船的出現，航天航空領域對自適應控制的興趣日益增加。美國宇航局（NASA）的Gupta Pramod等經過研究認為必須對基于神經網絡的自適應控制器性能進行適當的監測和評估以后，才能將其安全可靠地用于現代巡航導彈控制，并給出了利用貝葉斯方法的查證和確認方法及其在NASA的智能飛行控制系統中的模擬結果。辛辛那提大學的Slater G.L.利用自適應方法大大改善飛機在起飛階段的爬升性能預測，即根據測試和計算的能量比率自適應調整飛行器推力依賴度，這樣有利于飛機在爬升過程中與空中的其他飛行器合流。

2、自適應控制在過程工業中的應用

工業過程自20世紀30年代后期以來已越來越依賴自動化裝置，反饋控制是通用的控制方法，經歷了從比例控制到智能控制的發展歷程。最近30多年，自適應策略在工業過程控制中獲得了廣泛的應用，主要包括化工過程、造紙過程、食品加工過程、冶金過程、鋼鐵制造過程、機械加工過程等應用領域。

3、自適應控制在化工行業中的應用

大連理工大學的張志軍將兩個多層模糊神經網絡分別用于化工過程系統辨識和控制，通過不斷更新模糊成員函數來實現自適應控制。結合運用BFGS和最小二乘算法在線訓練神經網絡，使模型的精度提高從而控制性能大大提高，克服了模型不匹配和時變的影響。

4、自適應控制在鋼鐵行業中的應用

寶鋼股份公司的羌菊興等將高速穩態自適應控制技術拓展到帶鋼生產的頭尾控制上，進一步減少了帶鋼頭尾厚度超差的長度，提高了產品的質量和產量。

5、自適應控制在煙草行業中的應用

卷煙工藝烘絲過程中煙絲含水率的變化具有較強的非線性、不確定性和大滯后特性，同時存在干擾和噪聲，運用常規PID算法難以達到期望的控制效果。國內與國外的專家合作，采用無模型自適應控制器結合漸進辨識方法對烘絲過程的煙絲含水率控制系統進行改造，降低了干頭干尾的數量，提高了卷煙生產質量。

6、自適應控制在電力系統中的應用

自適應策略在電力系統控制中的應用主要包括： 鍋爐蒸汽溫度和壓力控制、鍋爐燃燒效率的優化控制、互連電力系統發電量控制等方面。針對電廠主蒸汽溫度調節的大時滯和不確定性，我國東北電力大學的顧俊杰等采用自適應PSD控制方法，并結合運用內?？刂破?。與傳統的PID控制系統相比，自適應PSD控制算法簡單、計算量小，并且能減少

超調量、加快相應速度、縮短穩定時間。東南大學的胡一倩等對PID模糊控制器的參數進行自適應調整，并將其用于鍋爐過熱蒸汽溫度的控制，取得了滿意的效果。哈爾濱工業大學的徐立新等結合專家經驗得出燃氣輪機模糊PI控制規律，并據此設計了透平轉速和排氣溫度的模糊自適應PI控制器，提高了燃氣輪機的性能且實現非常方便。

7、自適應控制在環境和生物醫學領域中的應用

在水處理過程中，投藥單耗與原水的濁度和溫度密切相關，而原水水質隨季節改變，且每年相同季節的原水水質也會有所不同。深圳市清泉水系統工程設備有限公司葉呂明等研制了一種自適應控制投藥設備。該設備可自動學習最佳投藥控制規律，并根據水質及環境狀態選擇最佳投藥量。自適應控制在臨床醫學中的應用發展非常迅速。南加利佛尼亞大學的Jell ，Roger W.利用自適應方法來控制后續的慶大霉素血清藥物濃度。采用基于貝葉斯方法的開環反饋自適應藥物代謝控制系統，并仔細對照病人的臨床表現與適用模型的輸出（生理表現），醫生就可以確定最適合該病人的治療目標。清華大學的郝智秀和申永勝發明了一種假手握力自適應控制裝置，以實現假手握物感覺的反饋。該控制裝置使截肢者使用肌電假手時有真肢感。