滑膜变结构控制

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滑模理论及其控制实例ppt课件

在机器人、航空航天、电力系统、伺服系统等领域得到了广泛应用。
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基本概念
变结构控制是一类特殊的非线性控制，其非线性表现为控制作用的不连续性。与其他控制策略的不同之处：系统的“结构”并不固定，而是在动态过程中，根据系统当前的状态有目的地不断变化。
结构的变化若能启动“滑动模态”运动，称这样的控制为滑模控制。注意：不是所有的变结构控制都能滑模控制，而滑模控制是变结构控制中最主流的设计方法。
x2 s0
•
O(0,0)
s0 x1
s0
•A
x•0
图1 滑模控制示意图
从定义中可以看出，设计变构控制的基本步骤，它包括两个相对部分，即寻求
切换函数s(x)和寻求控制量 u (x)和u (x) 。
8
滑模控制的特性：
1）设计反馈u(x)，限定是变结构的，它能将系统的运动引导到一个超平面 s(x)=0上。且系统在该滑模面上的运动是渐进稳定的。
若状态空间中存在一个超平面，即所谓的滑模面
s(x) s(x1, x2 K , xn ) 0 将状态空间分成 s 0和 s 0 两部分，
5
s=0 两侧的相轨线都引向切换线 s=0 。因此，状态轨线一旦到达此直线上，就沿着此直线收敛到原点，这种沿s=0滑动至原点的特殊运动称之为滑模运动。直线 s=0称之为滑模面，相应的函数称之为切换函数。

滑模

滑模变结构控制

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滑模变结构控制

滑模变结构控制是前苏联学者Emeleyanov, Ut-kin, Itkin 在20世纪60年代初提出的一种控制方法,其本质是一类特殊的非线性控制,与常规控制的根本区别在于控制的不连续性,即一种使控制系统结构随时间变化的开关特性。该控制特性可以迫使系统的状态被限制在某一子流形上运动,即“滑动模态”运动。这种滑动模态是可以设计的,并且与系统的参数摄动和外界扰动完全无关。这样,处于滑模运动的系统就具有很好的鲁棒性。但滑模变结构控制存在一个严重的缺点,即抖振。由于抖振很容易激发系统的未建模特性,从而影响了系统的控制性能,给滑模变结构控制的实际应用带来了困难。近年来,在机器人控制、电机伺服控制等复杂的非线性控制系统中,滑模变结构控制因为其强鲁棒性而得到广泛应用和发展。[1] 现以滑模变结构控制在Buck 电路中的应用为例进行分析：

1．建立Buck 电路的标准化模型[2]

图1 Buck 电路

考虑DC-DC 变换器为单输入控制系统，设其状态空间方程为：

()()x

f x

g x u =+ ,(),(),{0,1}n n n

x R f x R g x R u ∈∈∈∈ （1） ()f x ，()g x 为平滑矢量场；

X —系统状态偏差及各阶导数或积分所构成的n 维向量。

确定滑模面函数：

()T S x K x = n x R ∈ （2） 12()[(),(),...,()]T m S x S x S x S x =；

12[,,...,]T T T T m K K K K =n x R ∈.

滑模理论及其控制实例

在机器人、航空航天、电力系统、伺服系统等领域得到了广泛应用。
.
基本概念
变结构控制是一类特殊的非线性控制，其非线性表现为控制作用的不连续性。与其他控制策略的不同之处：系统的“结构”并不固定，而是在动态过程中，根据系统当前的状态有目的地不断变化。
结构的变化若能启动“滑动模态”运动，称这样的控制为滑模控制。注意：不是所有的变结构控制都能滑模控制，而滑模控制是变结构控制中最主流的设计方法。
x2 s0
•
O(0,0)
s0 x1
s0
•A
x•0
图1 滑模控制示意图
从定义中可以看出，设计变构控制的基本步骤，它包括两个相对部分，即寻求
切换函数s(x)和寻求控制量 u(x)和u(x) 。
.
滑模控制的特性：
1）设计反馈u(x)，限定是变结构的，它能将系统的运动引导到一个超平面 s(x)=0上。且系统在该滑模面上的运动是渐进稳定的。
.
几种常见趋近律
（1）等速趋近律（2）指数趋近律（3）幂次趋近律
s&sgn(s) 0
x2
s sgsn) (ks 0,k 0s 0
skssgns)( 01
•
O(0,0)
s0 x1
（4）一般趋近律 s & sgn(s)f(s) 0
s0
•A
x•0
注：选取原则是保证系统状态点远离切换面时具有较快趋近速度，由于过大趋近速度会导致剧烈抖振，是以适当选择f(s)，使系统以适当速度趋近切换面。

第02章滑模变结构控制基础

2.3 滑模变结构控制基本原理
2.3.1 右端不连续微分方程一般地，一般地，具有右端不连续微分方程的系统可以描述为
& x = f ( x, u )
x ∈ ℜn u ∈ ℜ
f + ( x, u ) = f ( x, u + ), s ( x ) > 0 f ( x, u ) = − f ( x , u ) = f ( x , u − ), s ( x ) < 0
2.1 滑模变结构控制简介
2.1.4 滑模控制优点滑动模态可以设计且与对象参数和扰动无关，滑动模态可以设计且与对象参数和扰动无关，具有快速响应、对参数变化和扰动不灵敏（鲁棒性）、无须系统）、无须系统速响应、对参数变化和扰动不灵敏（鲁棒性）、在线辨识、物理实现简单。在线辨识、物理实现简单。 2.1.5 滑模控制缺点当状态轨迹到达滑动模态面后，难以严格沿着滑动模当状态轨迹到达滑动模态面后，态面向平衡点滑动，而是在其两侧来回穿越地趋近平衡点，态面向平衡点滑动，而是在其两侧来回穿越地趋近平衡点，从而产生抖振——滑模控制实际应用中的主要障碍。从而产生抖振——滑模控制实际应用中的主要障碍。滑模控制实际应用中的主要障碍
（2.3.7））
滑模变结构控制三要素：滑模变结构控制三要素： (1)满足可达性条件，即在切换面以外的运动点都将在有限满足可达性条件满足可达性条件，时间内到达切换面；时间内到达切换面； (2) 滑动模态存在性；滑动模态存在性； (3) 保证滑动模态运动的渐近稳定性并具有良好的动态品质。保证滑动模态运动的渐近稳定性并具有良好的动态品质。渐近稳定性并具有良好的动态品质

滑模变结构控制系统的抖振抑制方法研究

滑模变结构控制系统的抖振抑制方法研究滑模变结构控制系统在实际应用中，由于线性化误差的存在，容易出

现抖振现象。为了解决这一问题，研究者提出了以下几种抖振抑制方法：

1.基于积分去抖振思想的方法。

在滑模变结构控制系统中，可以加入一个积分项，用来消除控制器的

稳态误差。当外部扰动作用时，积分项会积累，从而引起抖振现象。因此，可以采用基于积分去抖振的思想，对积分项进行修正，避免抖振的出现。

2.基于滤波器设计的方法。

在滑模变结构控制系统中，可以引入一个低通滤波器，对输入信号进

行滤波，减小高频成分。这样可以避免噪声和干扰的影响，从而减少抖振

现象。

3.基于信号采样周期的方法。

在控制系统设计时，可以根据系统采样周期选择合适的控制参数。对

于快速响应的系统，需要较短的采样周期，这样可以减少抖振现象的出现。而对于慢速响应的系统，则需要较长的采样周期。

4.基于模糊控制的方法。

模糊控制是一种具有适应性和鲁棒性的控制方法，可以根据实际情况

动态调整控制参数。在滑模变结构控制系统中，可以采用模糊控制来调节

控制器的参数，从而减少抖振现象的出现。

总之，抖振抑制是滑模变结构控制系统中的一项重要问题，需要根据

实际情况选择合适的方法进行解决。

滑模变结构控制中抖振的特性研究与抑制

摘要：滑模变结构控制是一种有效的非线性控制策略，已广泛应用于工业自动化系统中。然而，滑模控制器在实际应用过程中常常会出现抖振问题，这会影响控制系统的性能和稳定性。在本文中，我们对滑模变结构控制中抖振的特性进行了研究，并提出了一些有效的抑制方法，以改善系统的控制性能。 1. 引言

滑模变结构控制是一种通过构造滑模面使系统状态快速地滑动到该面上，并通过强制使系统状态在滑模面上滞留，从而实现对系统的控制。相对于传统的线性控制方法，滑模变结构控制具有优良的鲁棒性和非常强的扰动抑制能力。然而，在实际应用中，滑模控制器常常会出现抖振的现象。

2. 抖振的产生原因

抖振是指在滑模控制过程中系统状态出现明显的摆动或振荡现象。抖振的产生主要是由于以下几个因素：

（1）控制策略的非理想: 控制器设计不合理，参数选择不当，容易使系统产生振荡；

（2）系统的非线性和不确定性：实际系统往往存在着非线性

和不确定性的因素，这对系统的控制带来了一定的干扰；

（3）滑模面设计不当：滑模面的选取对于控制系统的性能有

着重要的影响，滑模面设计不当会导致系统抖振。

3. 抖振的特性研究

为了深入了解滑模控制中抖振的特性，我们对滑模控制的数学模型进行了分析，并通过数学推导和仿真实验进行了验证。研

究发现：

（1）抖振幅度与滑模面的斜率有关：当滑模面的斜率较大时，抖振幅度较小，反之则抖振幅度较大；

（2）抖振频率与系统的自然频率有关：抖振频率与系统的自

然频率接近时，抖振现象最为明显；

滑模控制

到达过程和滑动过程的特性决定滑模控制系统的动态响应速度85系统一旦进入滑动过程在一定条件下就对外界干扰及参数扰动具有不变性系统的综合问题被分解成两个低维的子系统的综合问题即设计滑模控制使得系统在有限的时间内到达指定的滑模面和选取适当的滑模面确保系统进入滑动过程后具有良好的动态特性
4.1
滑模控制的概念和设计
（2）滑模面存在滑动模态区，即存在条件。（3）滑动模态运动渐近稳定并具有良好的动态品质，即稳定条件。控制函数 u 一般可表示为下列切换形式 u + ( x ) u= − u ( x) S ( x) > 0 S ( x) < 0 (4-1)
其中， u + ( x ) ≠ u − ( x ) 来体现变结构。具体设计 u 时，有以下几种常用的方法：固定顺序控制器的设计、自有顺序控制器的设计、最终滑动模态控制器的设计、线性控制与非线性控制器的设计。根据滑模控制原理，滑模可达性条件仅保证由状态空间任意位置运动点在有限时间内到达切换面的位置的要求，而对趋近运动的具体轨迹未作任何限制，采用趋近律的设计方法可以改善趋近运动的动态品质。几种典型的趋近律包括：等速趋近律、指数趋近律、幂次趋近律和一般趋近律。在实际滑模变结构系统中，由于时滞及惯性等因素的影响，系统状态轨迹到达滑模面以后，不是保持在滑模面上做滑动运动，而是在滑模面附近做来回穿越运动，甚至产生极限环振荡，这种现象称为抖动。电力电子开关变换器，开关频率不可能无限高，无法达到理想的滑动模态运动，采用何种方法限制开关频率，消弱抖动是滑模变结构控制器研究的重要问题之一[86]。目前一般利用滞环的办法限制开关频率，达到接近理想滑动模态的控制效果。但滞环的开关频率不固定，变化的开关频率不利于输出滤波器的参数设计。

滑模变结构控制matlab仿真

滑模变结构控制（Sliding Mode Variable Structure Control，SMC）是一种应用广泛的控制方法，其在工程领域中有着重要的应用价值。本文将以MATLAB仿真为基础，介绍滑模变结构控制的原理以及在控制系统中的应用。

滑模变结构控制是一种非线性控制方法，其核心思想是通过引入滑模面来实现系统的稳定和鲁棒性。滑模面是一个高频振荡的超平面，通过控制系统的输出使得系统状态在滑模面上运动，从而实现对系统的控制。滑模变结构控制具有很强的鲁棒性，对于参数扰动、外部干扰等都有很好的抑制能力。

在MATLAB中进行滑模变结构控制的仿真实验可以帮助我们更好地理解该控制方法的原理和特点。首先，我们需要建立一个控制系统的数学模型，在MATLAB中进行仿真。然后，根据系统模型设计滑模面和滑模控制律，并将其应用于控制系统中。最后，通过MATLAB的仿真环境，观察控制系统的响应和性能指标。

在滑模变结构控制的仿真实验中，我们需要注意以下几个方面。首先，选择合适的系统模型，可以是线性模型或非线性模型。其次，需要确定滑模面的设计方法，例如采用单纯滑模面、多项式滑模面或者自适应滑模面。滑模面的设计直接关系到控制系统的性能和稳定性。然后，需要设计滑模控制律，即根据滑模面的设计方法确定

控制系统的控制策略。最后，通过MATLAB的仿真工具进行系统仿真，并观察系统的响应和性能指标。

滑模变结构控制在实际工程中有着广泛的应用。例如在机器人控制、飞行器控制、电力系统控制等领域都有着重要的应用价值。滑模变结构控制具有很强的鲁棒性和适应性，对于参数扰动和外部干扰有很好的抑制能力，因此在复杂环境下仍然能够保持系统的稳定性。

基于滑模变结构控制的PMSM控制策略研究

基于滑模变结构控制的PMSM控制策

略研究

基于滑模变结构控制的PMSM控制策略研究

摘要：随着现代工业的高速发展，大功率、高效率、高精度的交流电机逐步代替了传统的机械设备，成为了现代工业制造中不可或缺的一部分。其中，永磁同步电机（PMSM）因具有高能量密度、高转速、低噪声和高效率等优点，已成为工业领域中备受关注的一种电机类型。然而，在实际应用中，由于多种复杂干扰因素的存在，PMSM电机的控制难度较大。因此，针对这一问题，本文提出了一种基于滑模变结构控制的PMSM控制策略，该控制策略主要利用了滑模变结构控制的优势，通过调节滑模面及设计滑模控制器参数，实现了PMSM电机的闭环控制，从而提高了其控制性能。通过Matlab/Simulink仿真实验验证了本文提出的控制策略在PMSM电机控制中的有效性和优越性。

关键词：滑模变结构控制，永磁同步电机，控制策略，闭环控制，Matlab/Simulink仿真

一、引言

永磁同步电机（PMSM）是一种具有高能量密度、高转速、低噪声和高效率等优点的电机类型，在现代工业生产中已经得到广泛应用。为了实现对PMSM电机的精确控制，需要设计适合的控制策略。然而，由于控制系统所受外部干扰和内部变化的影

响，控制系统往往会变得非常复杂和难以稳定。因此，寻找一种可靠的控制策略是提高PMSM电机控制性能的关键。

滑模变结构控制（SMS）是一种新型的控制方法，由于其具有快速响应、鲁棒性强等优点而得到广泛的应用。这种控制方法基于滑模变结构控制原理，通过构造特定的滑动面，将控制系统响应从非线性的变结构阶段引导到线性的滑动阶段，从而实现对系统的精确控制。在本文中，我们将探讨如何将滑模变结构控制应用于PMSM电机的控制中，以提高其控制性能。

控制系统的模糊滑模控制方法

控制系统的模糊滑模控制方法控制系统是现代科技发展中一个重要的领域，模糊滑模控制方法是

一种应用广泛的控制技术。本文将对控制系统的模糊滑模控制方法进

行详细介绍。

一、概述

模糊滑模控制是指通过模糊推理和滑模控制相结合的方式来实现对

系统的控制。它综合了模糊控制和滑模控制的优势，具有较好的鲁棒

性和自适应性，能够适应系统参数的变化和外部干扰的影响。

二、模糊控制的基本原理

模糊控制是一种基于模糊推理的控制方法，它将模糊集合和模糊规

则应用于控制系统中，以模糊集合表示系统的输入和输出，通过模糊

推理处理输入与输出之间的关系。

三、滑模控制的基本原理

滑模控制是一种基于变结构控制的方法，它通过引入滑模面来控制

系统的行为。滑模面是系统状态与控制量之间的约束面，当状态变化

超出滑模面时，控制器会对系统施加较强的控制力使其回到滑模面上。

四、模糊滑模控制的基本原理

模糊滑模控制的基本原理是将模糊控制和滑模控制相结合，利用模

糊推理来设计滑模面以及滑模控制器。通过模糊推理可以处理不确定

性和模糊性，提高系统的鲁棒性和自适应性，滑模控制则可以使系统在滑模面上运行，具有较好的跟踪性能和抗干扰能力。

五、模糊滑模控制方法的优势

1.对系统的模糊和非线性特性具有较好的适应性，可以有效提高系统的控制性能；

2.具有较强的鲁棒性，能够适应系统参数的变化以及外部干扰的影响；

3.能够通过模糊推理处理系统的模糊性和不确定性，提高控制的精度和稳定性。

六、模糊滑模控制方法的应用领域

模糊滑模控制方法在许多领域中都得到了广泛应用，如机器人、飞行器、电力系统、交通控制等。它能够有效地处理系统的非线性特性和不确定性，提高系统的控制性能和稳定性。

滑模控制

滑模控制(sliding mode control, SMC)也叫变结构控制, 其本质上是一类特殊的非线性控制,且非线性表现为控制的不连续性. 这种控制策略与其他控制的不同之处在于系统的“结构”并不固定,而是可以在动态过程中,根据系统当前的状态(如偏差及其各阶导数等)有目的地不断变化,迫使系统按照预定“滑动模态”的状态轨迹运动. 由于滑动模态可以进行设计且与对象

参数及扰动无关,这就使得滑模控制具有快速响应、对应参数变化及扰动不灵敏、无需系统在线辨识、物理实现简单等优点.

滑模变结构控制是根据系统所期望的动态特性来设计系统的切换超平面，通过滑动模态控制器使系统状态从超平面之外向切换超平面收束。系统一旦到达切换超平面，控制作用将保证系统沿切换超平面到达系统原点，这一沿切换超平面向原点滑动的过程称为滑模控制。由于系统的特性和参数只取决于设计的切换超平面而与外界干扰没有关系，所以滑模变结构控制具有很强的鲁棒性。超平面的设计方法有极点配置，特征向量配置设计法，最优化设计方法等，所设计的切换超平面需满足达到条件，即系统在滑模平面后将保持在该平面的条件。控制器的设计有固定顺序控制器设计、自由顺序控制器设计和最终滑动控制器设计等设计方法[1]。现在以N维状态空间模型为例，采用极点配置方法得到M(N

滑模控制的优点是能够克服系统的不确定性, 对干扰和未建模动态具有很强的鲁棒性,

尤其是对非线性系统的控制具有良好的控制效果。。由于变结构控制系统算法简单, 响应速度快, 对外界噪声干扰和参数摄动具有鲁棒性，在机器人控制领域得到了广泛的应用, 也有学者将滑模变结构方法应用于空间机器人控制。变结构控制作为非线性控制的重要方法近年来得到了广泛深入的研究,其中一个重要的研究分支是抑制切换振颤,这方面已取得

滑模变结构控制的原理

滑模变结构控制（Sliding Mode Variable Structure Control，SMVSC）是一种智能控制理论，它由中国科学家

李宏毅于上世纪八十年代提出。该理论针对系统具有不确

定性、多模态和非线性特性的智能控制，以及运动力学系

统的滑模分析和控制，开展了大量的理论研究和应用研

究，并取得了显著的成果。

滑模变结构控制的原理是将变结构控制（VSC）与滑模控制（SMC）相结合，综合考虑系统的抗扰能力和抗干扰能力，在保证系统的动态特性的基础上，消除系统参数不确

定性、多模态性和非线性性带来的影响。

滑模变结构控制是一种基于状态反馈的控制技术，包括模糊控制和神经网络控制。它能够根据系统状态变化来

调节系统的结构，以达到最优的控制效果。

滑模变结构控制的基本原理是在系统参数不确定情况下，根据系统状态变化，通过调整控制器状态来实现对系

统的控制。它使用一种“滑模变结构”控制器，通过模糊

控制或神经网络控制，来实现系统参数不确定性、多模态

性和非线性性的控制，从而达到较佳的控制效果。

它借助于滑模控制的结构，在保证系统动态特性的基础上，使得系统能够抗扰能力强，抗干扰能力也强，同时

对系统的参数变化也比较灵活。滑模变结构控制的控制器可以被用来控制非线性系统，尤其是那些具有较大的参数不确定性和复杂的动力学结构的系统，具有较好的抗扰能力和抗干扰能力。

滑模变结构控制由三部分组成：最优控制（optimal control）、滑模控制（sliding mode control）和变结构控制（variable structure control）。它采用模糊控制或神经网络技术，来实现变结构控制，从而实现系统参数不确定性、多模态性和非线性性的控制，从而使系统具有较强的抗扰能力和抗干扰能力。

关节机器人系统中的滑模变结构控制研究背景意义及现状

关节机器人系统中的滑模变结构控制研究

背景意义及现状

1 研究的背景及意义 (1)

2 研究的现状 (2)

2.1 传统控制方法 (2)

①PID控制 (2)

②计算力矩控制 (2)

③自适应控制 (3)

④鲁棒控制 (3)

2.2 滑模变结构控制研究的发展历史和现状 (3)

1 研究的背景及意义

机器人是由机械本体、控制器、伺服驱动系统和检测传感器装置构成的，一种能仿人操作、可自动控制、重复编程、并能在三维空间完成各种作业的机电一体化设备。

现在机器人已经被广泛应用到各行各业。从人们的日常生活、工农业生产到海洋探测、太空探测，机器人都发挥着越来越重要的作用。但随着机器人应用领域的不断扩大，人们对机器人的要求也日益提高。不仅要求机器人具有灵活的可操作性、移动性、丰富的感知能力和处理能力，也要求机器人具有自学习能力和友好的人机交互能力，甚至在有些场合要求机器人具有自主行为能力，如月球机器人、火星机器人等。而作为机器人的核心——机器人控制，在目前的条件下要达到上述要求还有很多困难，因此机器人控制成为机器人研究的一个重要方向。关节机器人也称为机械臂、机械手，从运动几何学的角度看，是指一端与基础固定的一系列具有空间运动能力的刚体的连接组合。根据其运动方式、构成材料以及驱动方式可以分成多种类型。关节机器人是一个十分复杂的多输入多输出非线性系统，具有时变性、耦合性和非线性等动力学特征。其控制问题就是要使机器人的各关节或末端执行器位置能够以理想的动态品质跟踪给定的轨迹或稳定在指定的位置上，即包括轨迹跟踪控制和位置控制。本文主要研究的是具有n 个旋转关节的刚性机器人的轨迹跟踪控制。如果能够得到描述机器人动态的精确数学模型，并且干扰信号可以检测的话，那么运用线性伺服控制理论来设计控

基于滑模变结构控制的空间绳系组合体二维消摆控制方法

基于滑模变结构控制的空间绳系组合体二维消摆控制方

法

在空间绳系组合体中，绳系通过连接多个物体形成一个网络结构，可

以用来维持、控制和操作各个物体的运动。在这种组合体中，常常需要对

绳系进行消摆控制，以减小摆动幅度，保证物体稳定运动。

滑模变结构控制（SMC）是一种常用的控制方法，其核心思想是通过

设计一个适当的滑模面来实现对系统的鲁棒控制。在滑模变结构控制中，

通过引入一个滑模面，将系统状态切换到滑模面上，从而将非线性的系统

动力学问题转化为滑模面上的线性问题，然后通过设计滑模面的合适参数，实现系统的稳定和性能要求。

对于空间绳系组合体的消摆控制问题，可以采用滑模变结构控制方法

来设计控制器。具体的控制方法包括以下几个步骤：

（1）建立系统动力学模型：首先需要建立空间绳系组合体的动力学

模型，包括绳系的长度、质量、刚度、阻尼等参数，以及各个物体的质量

和惯性矩阵。通过建立动力学模型，可以描述绳系的运动规律和摆动特性。

（2）设计滑模面：根据系统的动力学特性和控制要求，设计一个合

适的滑模面。滑模面的选择应该使得系统能够在滑模面上实现稳定运动，

并且能够快速抑制摆动。

（3）设计控制律：根据滑模面的设计，可以得到对应的控制律。控

制律的目标是使系统的状态能够迅速切换到滑模面上，并稳定在滑模面上

运动。

（4）引入鲁棒补偿：为了增强系统的鲁棒性能，可以引入鲁棒补偿器。鲁棒补偿器可以对非线性项进行补偿，提高系统的鲁棒性能，使得系统能够更好地适应未知扰动和参数变化。

（5）性能分析和参数调节：通过对控制器的性能进行分析和评估，可以确定合适的控制参数。参数调节的目标是使系统满足性能要求，并且具有较好的稳定性和鲁棒性。

滑模变结构控制

超滑模变结构控制是一种基于超滑模思想的控制技术，它允许控制系统的结构变化，

减小动力学系统的不稳定性，提高性能。

超滑模变结构控制的核心思想是对控制系统进行增益控制或结构变化，以实现动力学

系统稳定控制和性能改善。首先，变结构控制器采用非线性控制系统，将最佳控制器的连

续变量表示为一个部分阶转移函数，这使其变得结构化，可以采用抽象的方法计算参数。

然后，超滑模变结构控制器使用增加步长的原理，即使在强非线性的动力学系统中，也能

够灵活地调整参数，以使调节过程收敛。变结构控制器可以提高性能，提供可靠性和不确

定性。

该招标采用无短路跨耦合型控制结构，既解决了受控系统支架结构因子激增导致的抑

制收敛的缺点，又解决了多参数原则的缺点。控制系统的变结构优点包括几个方面。首先，它可以减小受控系统的结构性不稳定性，同时使动力学系统的有效调节范围改善。其次，

变结构控制系统可以提高受控系统的计算能力，增加系统的稳定性，使得自适应控制更灵活。最后，变结构控制器可以提供正确的控制策略，改善受控系统的性能。

超滑模变结构控制器的优点是把动力学系统的调节变得更容易，而且在非线性情况下

也可以稳定工作。它的缺点是振荡的次有可能会增加。另外，一些支架结构型参数可能不

能很好地反映动力学系统，引起动力学不稳定性影响。

按照超滑模变结构控制的原理，需要对各种不确定性和动力学性能进行模型反解析，

然后重新定义阶段转移简介，以达到调节稳定性和改善动力学性能的目的。设计完全对应

的变结构控制器需要对受控系统本身的性质进行深入的研究，以及增益的选择，以减小因

滑模控制

滑模变结构理论

一、引言

滑模变结构控制本质上是一类特殊的非线性控制,其非线性表现为控制的不连续性,这种控制策略与其它控制的不同之处在于系统的“结

构”并不固定,而是可以在动态过程中根据系统当前的状态(如偏差及其

各阶导数等)有目的地不断变化,迫使系统按照预定“滑动模态”的状态

轨迹运动。由于滑动模态可以进行设计且与对象参数及扰动无关,这就使

得变结构控制具有快速响应、对参数变化及扰动不灵敏、无需系统在线

辩识,物理实现简单等优点。该方法的缺点在于当状态轨迹到达滑模面后,难于严格地沿着滑模面向着平衡点滑动,而是在滑模面两侧来回穿越, 从而产生颤动。滑模变结构控制出现于20世纪50年代,经历了 50余年

的发展,已形成了一个相对独立的研究分支,成为自动控制系统的一种一

般的设计方法。以滑模为基础的变结构控制系统理论经历了 3个发展阶

段.第1阶段为以误差及其导数为状态变量研究单输入单输出线性对象的

变结构控制; 20世纪60年代末开始了变结构控制理论研究的第2阶段, 研究的对象扩大到多输入多输出系统和非线性系统;进入80年代以来, 随着计算机、大功率电子切换器件、机器人及电机等技术的迅速发展, 变

结构控制的理论和应用研究开始进入了一个新的阶段, 所研究的对象已

涉及到离散系统、分布参数系统、滞后系统、非线性大系统及非完整力

学系统等众多复杂系统, 同时,自适应控制、神经网络、模糊控制及遗传

算法等先进方法也被应用于滑模变结构控制系统的设计中。

二、基本原理

带有滑动模态的变结构控制叫做滑模变结构控制(滑模控制)。所谓滑动模态是指系统的状态被限制在某一子流形上运动。通常情况下,系统

滑膜变结构控制

滑模理论及其控制实例ppt课件

滑模

滑模理论及其控制实例

第02章 滑模变结构控制基础

滑模变结构控制系统的抖振抑制方法研究

滑模变结构控制中抖振的特性研究与抑制

滑模控制

滑模变结构控制matlab仿真

基于滑模变结构控制的PMSM控制策略研究

控制系统的模糊滑模控制方法

滑模控制

滑模变结构控制的原理

关节机器人系统中的滑模变结构控制研究背景意义及现状

基于滑模变结构控制的空间绳系组合体二维消摆控制方法

滑模变结构控制

滑模控制

第02章滑模变结构控制基础