基于不同趋近律的滑模控制相轨迹分析

基于不同趋近律的滑模控制相轨迹分析
钱 一 帆 傅 ! 健A王 良 明
!南京理工大学 能源与动力工程学院$江苏 南京!$%""&!"
!!摘!要对于采用单向辅助面滑模控 制 的 二 阶 非 线 性 系 统考 虑 到 不 同 形 式 的 趋 近 律 和 不 同 的 初 始 状 态对其相轨迹的运行规律进行了研究给出了切割面的概念 和 表 示 形 式 根 据 相 位 轨 迹 的 分 布分 析 了 不 同初始点和三种不同形式的趋近律对相 轨 迹 的 影 响同 时 讨 论 了 相 位 轨 迹 通 过 两 个 切 换 面 时 的 运 动 规 律 分析了两条切换面的作用仿真结果验证了相轨迹的分布规律和切割面的正确性
关 键 词 相 轨 迹 分 析 单 向 滑 模 控 制 非 线 性 系 统 趋 近 律 中 图 分 类 号 0S%#! ! ! ! ! ! 文 献 标 识 码 8
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单向辅助面滑模控制系统方法利用两条切换 面 和 四 个 单 向 辅 助 面 构 成 多 面 体 正 不 变 集 $以 保 证
系统状态和控制输入在整个过程中满足约束条件& 同时$滑模控 制 器 的 设 计 不 再 受 切 换 面 的 限 制 & )K* 该方法在一定条件下可以避免开关曲面上的抖振$ 但 会 在 一 定 程 度 上 降 低 收 敛 速 度 & 近 年 来 $单 向 滑 模 控 制 理 论 得 到 了 极 大 的 补 充 & 文 )&*和 )%"*分 别 采用指数趋近律和双幂次趋近律对单向滑模控制 器进行加速$极大 地 加 快 了 收 敛 速 度$在 一 定 程 度 上 解 决 了 单 向 滑 模 收 敛 速 度 慢 的 问 题 (文 )%%*针 对 连 续 非 线 性 系 统 $采 用 一 种 基 于 幂 次 趋 近 律 的 单 向 辅 助 面 滑 模 控 制 方 法 $并 给 出 稳 定 性 和 有 限 时 间 收 敛的理论证明&文)%$*在 单 向 辅 助 曲 面 中 引 入 状
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! ! 滑 模 控 制 是 一 种 鲁 棒 非 线 性 控 制 方 法 $通 过 设 计系统的滑模动力学来保证系统的动态性能&由 于其对参数不确 定 性 不 敏 感/鲁 棒 性 好/响 应 速 度 快 /外 部 干 扰 小 /物 理 实 现 简 单 等 优 点 $滑 模 控 制 被 广 泛 应 用 于 各 种 非 线 性 系 统 控 制 中 $如 近 空 间 飞 行 器 /永 )%*)$* 磁 同 步 电 动 机 /磁 )#*)!* 轴 承 系 统)]*$机 器 人)?*/四旋翼无人机 等 )@* &传统的滑模控制 系 统 只 有一条切换面$当系统状态到达滑 模面 后$将渐近 收敛到系统的平衡点&
第 !" 卷 第 # 期 $"$% 年 & 月
计!算!技!术!与!自!动!化 '()*+,-./0123.(4(/56.78+,()6,-(.
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