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随机控制系统受随机因素影响的动态系统。通常用随机微分方程或随机差分方程来描述。
随机控制就是人们对于控制对象的性质一无所知,所必需的条件完全不了解。但对它还要进行有目的的控制,这时能够采用的唯 一的方式就是随机控制方式。
随机控制是一种原始的控制方式,也叫试探性控制。它是其他一切控制方式的基础。
按照控制的逻辑发展,可将控制分为随机控制、记忆控制、推理控制和比较好控制。当我们碰到一种棘手的事情,又想不出什么办法来解决时,常常硬着头皮说:“那就碰碰运气,试试看吧。”“碰运气”或“试试看”就是简单的试探控制。它是完全建立在偶然机遇的基础上,是在人们对解决问题所必需的条件不了解,对控制对象的性质不清楚的情况下所能采取的唯 一办法。
随机控制的研究内容主要包括5个方面:
(1)随机系统模型的建立。通过分析随机输入和环境对系统产生的影响,确定相应的概率统计模型,建立系统的随机差分方程或随机微分方程。
(2)系统变量的统计特性分析。随机动力学系统中存在着随机的噪声干扰,使得状态向量和测量向量都成为随机过程。随机过程不同于确定性过程,只能用统计特性描述。因此,为了分析和研究随机动力学系统,有必要了解随机动力学系统和系统变量的统计特性。
(3)系统辨识和参数估计。为了研究和设计随机控制系统,首先要列写出受控对象的数学表达式,确定系统的结构和参数。在某些情况下,系统模型和参数可以通过理论计算得到,而在另外一些情况下,对于复杂的生产过程,则必须通过实验辨识方法得到。对于时变系统,则要求通过在线辨识求得。
(4)状态估计与滤波。即在干扰的影ⅱ向下,对未知状态变量进行估计,对当前变量进行滤波。将状态估计和系统辨识相比可以发现,两者方程形式相同;不同的是,系统辨识将状态作为已知量求解模型参数,而状态估计将参数作为已知量求解系统状态,所以它们的很多计算方法是相通的。
(5)随机比较好控制。即给定系统和判别准则,求解使判别准则取极小值的控制律。