工控网首页
>

应用设计

>

滑模变结构控制的概念

滑模变结构控制的概念

2015/12/14 9:50:33

滑模变结构控制(Sliding Mode Variable Structure Control,简称SMVSC)利用控制作用的不连续特性,使系统在两个控制之间切换,从而产生一种与原系统无直接关系的新运动——滑动模态。

 

这种运动有两个主要的优点:

 

首先,可以通过选择适当的滑模面来实现系统的动力学特征,以满足闭环系统的性能指标;

 

其次,闭环系统的响应对满足匹配条件的不确定性完全不敏感。

 

这种不变性表明,滑模控制非常适合作为一种不确定系统的鲁棒控制器,目前,基于滑动模态的变结构控制理论在国际上受到了广泛重视。

 

然而,在实际控制系统中,由于系统参数变化、外部扰动以及检测技术的限制等因素的影响,通常难以获得控制对象的精确模型,且匹配条件往往难以满足,使得滑模控制系统难以达到理想的品质。越来越多的学者认识到,一个系统仅仅考虑滑模控制本身的设计是不够的,必须针对不同的具体系统,借鉴其他控制理论的新进展、新发现,进一步扩充与发展不确定系统的滑模控制理论,这对滑模控制理论的实用化研究具有重大意义。

 

为此,出现了针对不确定系统的鲁棒滑模变结构控制、自适应滑模变结构控制等策略;以微分几何为工具的基于输入/状态和输入/输出精确线性化的非线性滑模控制策略;考虑执行机构、传感器动力学特性的高阶滑动模态控制策略;基于逐步修正算法的反步滑模控制。

 

滑模变结构控制作为一种特殊的鲁棒控制方法,在解决不确定非线性系统的控制问题上显示出了巨大的生命力。

  变结构控制系统的特征是具有一套反馈控制律和一个决策规则,该决策规则就是所谓的切换函数,将其作为输入来衡量当前系统的运动状态,并决定在该瞬间系统所应采取的反馈控制律,结果形成了变结构控制系统。该变结构系统由若干个子系统连接而成,每个子系统有其固定的控制结构且仅在特定的区域内起作用。引进这种变结构特性的优势之一是系统具有每一个结构有用的特性,并可进一步使系统具有单独每个结构都没有的新的特性,这种新的特性即是变结构系统的滑动模态。滑动模态的存在,使得系统在滑动模态下不仅保持对系统结构不确定性、参数不确定性以及外界干扰等不确定性因素的鲁棒性,而且可以获得较为满意的动态性能。迄今为止,变结构控制理论已经历了50年的发展历程,形成了自己的体系,成为自动控制系统中一种一般的设计方法。它适用的控制任务有镇定与运动跟踪等。    

投诉建议

提交

查看更多评论
其他资讯

查看更多

助力企业恢复“战斗状态”:MyMRO我的万物集·固安捷升级开工场景方案

车规MOSFET技术确保功率开关管的可靠性和强电流处理能力

未来十年, 化工企业应如何提高资源效率及减少运营中的碳足迹?

2023年制造业“开门红”,抢滩大湾区市场锁定DMP工博会

2023钢铁展洽会4月全新起航 将在日照触发更多商机