滑膜控制模型建立

滑模控制原理滑模控制(sliding mode control, SMC)也叫变结构控制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。---百度百科由上图所示在一个平面内所有的点都能在S0,S0,S0区域得到对应。在控制器设计中我们希望控制器的输入一般是误差为0C点完美符合我们的需求从无穷远处收敛至0更进一步将一个平面内的所有点都设计成C点的收敛趋势平面内的所有点最后都会趋近S0这个面称为滑模面收敛的形态就是那个箭头为滑膜律。设计思路确定控制系统模型一般控制系统模型可表示为这样写不太直观我直接用最常用的路程速度加速度作为例子写一个控制系统模型建立滑模控制器X为系统状态-路程u为控制量t是时间。我希望控制器能控制运动路劲为sin(2*pi*t)这样的路径走。控制路程需要控制速度控制速度需要控制加速度也就是说控制了加速度就能控制路程了。也就是说需要找到路程路程误差与加速度之间的关系。加速度含有需要控制的控制量。这个控制模型归根结底是求控制量ut如何控制ut使输出的路程与期望给定的路程误差为0。设计滑膜切换面滑膜控制很关键的一部分就是找到切换面也就是确定换函数sx。确定了切换面则需要根据系统状态和切换面的关系确定控制函数ut。此时ut形式应该为控制函数需要符合以下3个条件1.滑动模态的存在性2.满足可达性初始点没有在s0附近在一定时间必须到达切换面3.保证滑膜运动的稳定性12满足后需要满足或者s(0)0,选取切换面时必须经过原点。在以上三个约束条件下有状态方程设滑模面为;c0~~趋近律设计趋近律先简单的设计一个等速趋近律等速趋近律是最简单的复杂的有指数趋近律幂次趋近律变趋近律等等由此得到控制量u(t)matlab建模仿真结果展示输入跟随输出效果良好。