传统滑模控制律的改进措施_

传统滑模控制律的改进措施
   摘要
   对于由两个惯性环节构成的二阶定常受控系统，设计其滑模控制器时，如果使用尤金等人提出的传统滑模控制律，系统将出现静态误差，且滑态颤动幅度大.为此本文提出带前债控制的滑模控制律消除系统静态误差;另外引入在开关线邻近区域对控制童进行衰减的抑制滑态颤动方案.并将此两种方案相结合形成一种新的滑模控制律.计算机仿真结果表明了此控制律的可行性.
   1  静态误差问题及其改进措施
   人们在设计滑模变结构控制系统时，通常是采用尤金等人提出的传统滑模控制律川，对于二阶受控系统来说，如果受控系统是由一个积分环节和一个惯性环节组成，则不会产生静态误差.但有时我们遇到的受控系统是(或近似)由两个惯性环节组成的，如近似的交流调速系统模型，这时则会出现滑模系统在相平面原点附近滑模存在条件被破坏的情况，亦即会产生静态误差.这一点从本文作者的仿真结果图4a和图4d中可明显看到.下面将分析静态误差产生的原因并提出改进措施.

   2  滑态颇动问题及其抑制措施
   滑模控制系统(l)进人滑态后，由于实际切换中存在滞后和回滞等非理想因素.导致状态沿开关线s二0以极高的频率来回穿越趋于原点，即颤动现象.颤动现象有可能激发系统的未建模动态成份，因此.必须子以克服.
   不连续型控制律下，颤动较严贡的原因部分是由于控制量u在开关线附近(s<δ)区域取值过大.导致滑模轨线穿越开关线速率过大.为了抑制颤动，当系统相轨迹运动到开关线附近时.系统状态越接近开关线(s=0).控制作用“就应越弱，亦即控制系统ψ应当随着s值的减小而按一定的比例减小.但又不能在整个相平面1几都按状态点距离开关线的远近来衰减控制量u，这样将会影响系统的趋近速度，即状态点首次打到开关线上的速度.为使系统有尽量快的过渡过程.我们往往希望以尽量大的控制量使系统有尽量大的趋近速度.因此.对控制量的衰减只能局限于开关线邻近区域.这里将控制律(8)再作如下改进

边界区域宽度参数δ和衰减系数k的选择对控制效果影响很大.。谊取得较大虽可较好地抑制颤动，但既延长了系统动态过程，又使实际滑模轨迹较远地偏离开关线，为其顺利进入原点增加困难，δ值太小则滑模轨线很容易跳出边界区域，影响抑制颤动的效果.k值太大时抑制颤动效果不明显;k依太大则会影响系统沿开关线滑动的速度，延长系统动态过程.总之.δ和k的选择都要折中考虑到各方面要求，这给参数选择带来一定困难.本文仿真程序中采用试探法调试δ和k参数.方法是通过反复运行仿真程序，逐步增大或减小δ和k值，寻找能尽量兼顾到抑颤和完成滑模要求的最佳值.这里的最佳是指尽可能兼顾到各方面性能指标的取俏.亦即控制效果最好的δ和k值.

应当指出，本文所提出的改进滑模控制律.算法极为简单.改进后的控制律(11)和改进前的控制律(2)相比二虽然表达式变得更复杂r些，但仿真计算中所增加的工作童很小.当然，要获得较为理想的各控制参数以取得理想的控制效果.需要反复调试程序，这需要一定的卜作量，但这种操作是完全可行的和必要的.从它对系统性能的改进来说是值得的.总之，仿真结果表明，本文所提出的滑模控制律改进方案对控制系统静态误差和颤动都有明显的改进作用.这一方案是完全可行的.

文章来自：滑模机械网

文章作者：信息一部

『新闻推荐』

『关闭窗口』

网站建设 | 广告刊登 | 汇款说明 E-mail: admin@chinasfm.com 技术支持:简双工作室
电话：0371-69131532 传真：0371-63942657-8001
版权说明：本站部分文章来自互联网，如有侵权，请与信息处联系