滑模变结构控制研究综述

滑模变结构控制研究综述

引言

滑模变结构控制是一种常用的、高效的非线性控制方法。它具有快速响应、抗

干扰强等优点，在控制系统中得到了广泛的应用。本文旨在从理论、应用两方面综述滑模变结构控制的研究现状。

理论研究

滑模控制

滑模控制（SMC）是一种将系统稳态误差降为零的状态反馈控制方法。该方法

通过构造一个滑动模式面使系统输出在此面上运动，从而实现对系统的控制。滑模控制具有简单易实现、鲁棒性高、抗干扰强等优点，因此在研究与应用中得到了广泛的应用。

与传统的PID控制相比，滑模控制具有更好的性能。然而，滑模控制对于系统

模型的精确性要求高，而且在实际应用中，滑动模式面会出现在非特征区域上，从而导致滑模控制失效。

为了解决这些问题，研究者们提出了许多改进的滑模控制方法，如基于超调干

扰观测器的滑模控制、基于自适应神经网络的滑模控制等。

变结构控制

变结构控制（BSC）是一种能够有效对控制系统的参数进行自适应调整的控制

方法。该方法通过构造不同的控制策略，在控制系统不同的工作状态下选用不同的控制策略，从而实现对系统的控制。

与其他控制方法相比，变结构控制有更好的鲁棒性和抗干扰性。但是，变结构

控制的理论基础较为薄弱，控制策略需要事先确定，无法实现在线的自适应调整。

滑模变结构控制

滑模变结构控制（SMBC）是一种将滑模控制与变结构控制相结合的控制方法。该方法通过将滑模控制和变结构控制相结合，实现对控制系统的快速响应和抗干扰性的同时，还能自适应地调整参数，保证控制系统的稳定性。

SMBC方法可以克服传统滑模控制和变结构控制方法的缺点，具有更优秀的控

制性能。近年来，SMBC方法在各个领域得到了广泛的应用，如航空、轨道交通、

机器人等。

应用研究

航空领域

在航空领域中，滑模变结构控制被广泛应用于飞行器的姿态控制、高超声速飞

行器的控制等方面。

在姿态控制方面，滑模变结构控制能够快速响应、精确控制飞行器的姿态，大

大提高了飞行器的稳定性和精度。

在高超声速飞行器的控制方面，由于速度较快、气动力复杂，在传统的控制方

法中难以实现良好的控制效果。而滑模变结构控制通过自适应调整参数，能够快速响应并保持系统稳定。

轨道交通领域

在轨道交通领域中，滑模变结构控制被应用于地铁列车的自动驾驶和调度系统。通过滑模变结构控制，地铁列车自动驾驶可以实现精准控制、快速响应，从而提高了地铁的可靠性和安全性。

在调度系统方面，通过滑模变结构控制，能够实现对于列车的灵活调度，保证

了列车间隔的稳定性，减少了交通事故的风险。

机器人领域

在机器人领域中，滑模变结构控制被应用于工业机器人和救援机器人的控制中。在工业机器人方面，通过滑模变结构控制，机器人能够实现高精度的轨迹跟踪和姿态控制，从而提高了生产效率和产能。

在救援机器人方面，滑模变结构控制能够快速响应、适应环境变化，实现对于

救援机器人的精准控制和导航，大大提高了救援效率。

滑模变结构控制是一种高效、鲁棒性强的控制方法，在控制系统中得到了广泛

的应用。未来，随着研究的深入，滑模变结构控制还将在更多的领域得到应用并不断发展壮大。