工程科学学报.第42卷，第2期：135-143.2020年2月 Chinese Journal of Engineering,Vol.42,No.2:135-143,February 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.02.25.006;http://cje.ustb.edu.cn 多模型自适应控制理论及应用 张玉振，李擎区，张维存，杨宇航 北京科技大学自动化学院，北京100083 ☒通信作者，E-mail:liging@ies.ustb.edu.cn 摘要作为对经典自适应控制改进的控制方法，多模型自适应控制是解决复杂的大范围参数不确定系统的一种有效途径， 并在理论和实践中取得了丰富成果。依据控制器集的不同综合策略，其被分为多种类型，本文旨在对加权型的多模型自适应 控制进行综述.加权多模型自适应控制的基本思路是采用“分而治之”的办法，离线建立多个局部模型和对应的多个局部控 制器，在线加权融合各个局部控制器的控制输出，从而形成全局控制，是实现鲁棒自适应控制的一类重要方法.首先比较详 细地介绍了加权多模型自适应控制研究的历史及现状，然后给出相关研究的新进展和一些观点，包括新的加权算法和相应的 加权多模型自适应控制系统的稳定性结果等，最后指出未来的几个研究方向 关键词加权算法：多模型自适应控制：稳定性：收敛性：虚拟等价系统 分类号TP273 Survey of multi-model adaptive control theory and its applications ZHANG Yu-zhen,LI Qing,ZHANG Wei-cun.YANG Yu-hang School of Automation and Electrical Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:liqing@ies.ustb.edu.cn ABSTRACT Multi-model adaptive control,as an improved method of classical adaptive control,can effectively solve the control performance issues for the complex systems with large parameter uncertainties.It has attracted increasing attention from scholars,and a vast array of research results have been achieved in theory and practice.According to the different synthesis methods of multiple local controllers corresponding to the multiple local models,the multi-model adaptive control scheme can be divided into different categories. This paper provides a survey of weighted multi-model adaptive control (WMMAC).The basic idea of the WMMAC is to adopt the method of "divide and conquer";multiple local models and corresponding multiple local controllers are established offline,and the control outputs of local controllers are integrated online,such that the global control law can be formed.The WMMAC is a promising method to achieve strong robustness and a self-adaptive ability for control systems.First,we presented the development process and the main problems of the WMMAC.Then,the research status of control systems and the latest progress were shown,including model set construction and weighting algorithm design.To improve the rationality of model set construction,WMMACs with self-tuning model and even a dynamic model set have been developed.Meanwhile,to reduce the calculation burden,a new weighting algorithm has been designed,which is based on the model output errors of the multi-model adaptive control system.Especially for system stability analysis, which has always been a recognized problem in the WMMAC system,some research results have been obtained.The proof of system stability in the general sense has been given preliminarily by introducing the theory of virtual equivalent system.This paper gave a review of WMMAC in the order of the variation on the structure,the development of algorithms and its applications.Furthermore,the main problems in the control system were analyzed,and some potential research directions,which are the difficulties and emphases of 收稿日期：2019-02-25 基金项目：国家自然科学基金资助项目(61673098.61603034)：北京市自然科学基金资助项目(3182027)：中央高校基本科研业务费(FRF- GF-17-B44)多模型自适应控制理论及应用 张玉振，李    擎苣，张维存，杨宇航 北京科技大学自动化学院，北京 100083 苣通信作者，E-mail：liqing@ies.ustb.edu.cn 摘    要    作为对经典自适应控制改进的控制方法，多模型自适应控制是解决复杂的大范围参数不确定系统的一种有效途径， 并在理论和实践中取得了丰富成果. 依据控制器集的不同综合策略，其被分为多种类型，本文旨在对加权型的多模型自适应 控制进行综述. 加权多模型自适应控制的基本思路是采用“分而治之”的办法，离线建立多个局部模型和对应的多个局部控 制器，在线加权融合各个局部控制器的控制输出，从而形成全局控制，是实现鲁棒自适应控制的一类重要方法. 首先比较详 细地介绍了加权多模型自适应控制研究的历史及现状，然后给出相关研究的新进展和一些观点，包括新的加权算法和相应的 加权多模型自适应控制系统的稳定性结果等，最后指出未来的几个研究方向. 关键词    加权算法；多模型自适应控制；稳定性；收敛性；虚拟等价系统 分类号    TP273 Survey of multi-model adaptive control theory and its applications ZHANG Yu-zhen，LI Qing苣 ，ZHANG Wei-cun，YANG Yu-hang School of Automation and Electrical Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 苣 Corresponding author, E-mail: liqing@ies.ustb.edu.cn ABSTRACT    Multi-model  adaptive  control,  as  an  improved  method  of  classical  adaptive  control,  can  effectively  solve  the  control performance issues for the complex systems with large parameter uncertainties. It has attracted increasing attention from scholars, and a vast array of research results have been achieved in theory and practice. According to the different synthesis methods of multiple local controllers corresponding to the multiple local models, the multi-model adaptive control scheme can be divided into different categories. This paper provides a survey of weighted multi-model adaptive control (WMMAC). The basic idea of the WMMAC is to adopt the method of “divide and conquer”; multiple local models and corresponding multiple local controllers are established offline, and the control outputs of local controllers are integrated online, such that the global control law can be formed. The WMMAC is a promising method to achieve strong robustness and a self-adaptive ability for control systems. First, we presented the development process and the main problems of the WMMAC. Then, the research status of control systems and the latest progress were shown, including model set construction and weighting algorithm design. To improve the rationality of model set construction, WMMACs with self-tuning model and even a dynamic model set have been developed. Meanwhile, to reduce the calculation burden, a new weighting algorithm has been designed, which is based on the model output errors of the multi-model adaptive control system. Especially for system stability analysis, which has always been a recognized problem in the WMMAC system, some research results have been obtained. The proof of system stability  in  the  general  sense  has  been  given  preliminarily  by  introducing  the  theory  of  virtual  equivalent  system.  This  paper  gave  a review of WMMAC in the order of the variation on the structure, the development of algorithms and its applications. Furthermore, the main problems in the control system were analyzed, and some potential research directions, which are the difficulties and emphases of 收稿日期: 2019−02−25 基金项目: 国家自然科学基金资助项目（61673098，61603034）；北京市自然科学基金资助项目（3182027）；中央高校基本科研业务费（FRF￾GF-17-B44） 工程科学学报，第 42 卷，第 2 期：135−143，2020 年 2 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 42, No. 2: 135−143, February 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.02.25.006; http://cje.ustb.edu.cn