理论教育 滑模控制的到达条件

滑模控制的到达条件

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:图1-3滑模运动轨迹到达过程和滑模过程的特性决定了滑模变结构控制系统的动态响应速度。趋近律把求解滑模变结构到达条件从传统的求解不等式问题化解为求解代数方程问题,通过选取不同的趋近律函数,就可以得到所希望的动态品质。这对于多变量复杂系统的滑模变结构设计尤为重要。

滑模控制的到达条件

到达过程是指系统状态轨迹从启动到到达滑模面上的过程。而状态轨迹从运行到滑模面上后,到滑动到平衡点的过程称为滑模过程。图1-3 显示了这种运动过程。

图1-3 滑模运动轨迹

到达过程和滑模过程的特性决定了滑模变结构控制系统的动态响应速度。滑模的可达性要求滑模面 s ( x) 以外的系统状态到达滑模面 s ( x ) =0 的时间有限,并且要求到达后要保持在滑模面 s ( x ) =0 上。

Utkin 在文献[126]中首先提出了滑动模态存在的充分条件

或者

在此基础上,广大专家学者对滑模到达条件展开了深入研究,并提出了同等意义的滑模到达条件[45]

关于到达条件,高为炳院士提出了滑动模态趋近律的概念[122],提出趋近律的一般形式为

而随着对式(1-13)中 f ( s) 的选取不同,可以构成各种形式的趋近律,如:

等速趋近律:

它的特点是控制简单,易获得控制信号u。但动态品质受趋近速度ε 的影响,ε过小时趋近速度很慢,ε 过大时,则到达切换面后速度很大,这样势必引起较大的抖动,从而造成控制的运动品质不理想。

指数趋近律:

幂次趋近律:(www.daowen.com)

趋近律把求解滑模变结构到达条件从传统的求解不等式问题化解为求解代数方程问题,通过选取不同的趋近律函数,就可以得到所希望的动态品质。这对于多变量复杂系统的滑模变结构设计尤为重要。

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