离散时间系统的滑模控制器设计
摘 要:针对离散时间系统变结构控制器的设计问题,提出了滑模控制器设计方法.该方法不仅改善了系统到达阶段的品质,能够使系统快速趋向滑模面,且有效消除系统的抖振.理论分析和仿真结果表明,此方法是可行的,使所得到的变结构控制系统具有良好的性能,保证了系统的稳定性.
近年来,国内外学者对离散变结构的研究逐渐增多,并且已经取得了一些成就.高为炳[1]对离散时间系统建立了比较简单、通用且理论体系较为完善的等式到达条件的离散趋近律方法.姚琼荟等[2]将变速趋近律与指数趋近律相结合,提出了比例-等速-变速控制,它可产生扇形切换区,保证系统状态能趋于零点.
BartoszewizeA[3]详细分析了趋近律产生抖振的原因.FarutaK[4]也提出一种具有扇区特征的离散变结构设计方法.李志能等[5],采用全程滑模的思想,使系统一始就处在滑模面上,增强了系统的鲁棒性.文献[6]提出了基于滑模预测思想的离散变结构控制系统设计思路,保证了闭环系统的鲁棒稳定性.文中基于等效控制,提出了一种新的离散时间系统变结构控制器设计方法.它保持了变结构控制系统动态性能好的优点,消除了系统的抖振.理论分析和仿真结果说明了该方法的有效性.
1 系统描述
从图1~图4与图5~图6仿真结果对比中可以看出,文中两种方法x(k)和s(k)都是有界的、系统是渐近稳定的且有效的消除了系统的抖振.
5 结 语
文中针对现有关于离散时间系统变结构控制的主要设计方法,分析了其优缺点.并在此基础上提出了两种新的离散时间系统滑模控制方法,所提出的控制方法能够使系统快速趋向滑模面,有效消除系统的抖振,对系统的不确定性,也显示出了鲁棒性,保证了变结构控制好的品质.仿真结果证实了这种方法的有效性.
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