摘 要:针对一类不确定非线性系统,提出了一种模糊积分滑模控制策略。在滑模控制中引入积分控制项,消除了常规滑模变结构控制需被跟踪信号导数已知的限制,用模糊控制削弱积分滑模非线性项导致的抖振,而不降低滑模控制系统对参数变化和外干扰不确定的强鲁棒性。用该控制策略对某电液伺服系统进行跟踪控制的仿真结果表明:该控制策略具较强的鲁棒性和良好的跟踪性能。
关键词:非线性系统;电液伺服系统;积分滑模控制;模糊控制;抖振
滑模变结构控制因其对系统参数不确定性和外部扰动具良好的不敏感性而获得了广泛应用[1]。该控制策略可通过控制器结构的不断调整和变化,有效控制有参数变化和外部扰动的被控制对象[2]。这与具不定性的电液伺服系统的控制要求一致,因此滑模变结构控制在电液伺服系统设计中受到广泛重视[3、4]。但该控制方法需假设被跟踪信号及其一阶和高阶导数已知[4、5]。当系统的期望输出信号,即被跟踪信号的导数不存在时,常规滑模变结构控制较难。另外,常规滑模变结构控制中用于处理不确定项的切换控制会使系统产生抖振[2]。常用削弱抖振方法是用连续饱和非线性控制替代切换控制,光滑不连续切换控制,但系统的稳定性仅在临界层外才有保证,且跟踪误差与临界层宽度有关[6]。在常规滑模控制中引入积分控制,可只要求获知被跟踪信号,无需常规滑模变结构控制中被跟踪信号的一阶及高阶导数已知。在此基础上引入模糊控制,能有效削弱积分滑模非线性项产生的抖振,而不影响滑模控制系统对参数变化和外干扰不确定的强鲁棒性。为此,提出了一种模糊积分滑模控制策
略,并用于电液伺服系统的跟踪控制。
强鲁棒性。为此,提出了一种模糊积分滑模控制策略,并用于电液伺服系统的跟踪控制。采用积分滑模控制所得控制器只需获知yd,无需确定其各阶导数项,即消除了常规滑模变结构控制中期望输出信号及其导数必须已知的要求。,本文用模糊规则平滑非线性控制项以削弱抖振。滑模切换控制sgnS的设计直接由一模糊控制器实现。
因伺服阀阀口的流量特性,系统呈现强非线性。另外,系统的流量系数、泄漏系数、放大器增益等具明显的不确定性,且随工作状态和温度等而缓慢变化;也可能发生变化。本文的模糊积分滑模控制策略跟踪性能较优,并能消除系统参数及外负载变化对控制系统性能的影响,具较强的抗干扰特性。
针对一类不确定高阶非线性系统的跟踪控制本文综合积分滑模控制和模糊控制提出了一种模糊积分滑模控制策略。用积分滑模控制消除了常规滑模变结构控制所需的被跟踪信号一阶及高阶导数已知的限制,用模糊控制削弱系统抖振。将模糊积分滑模控制策略用于某电液伺服系统的位置跟踪控制。仿真结果表明:该控制策略具较强的鲁棒性和良好的跟踪性能,有较大的实用价值。
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