滑模变结构控制理论及其算法研究与进展

针对近年来滑模变结构控制的发展状况,将滑模变结构控制分为18个研究方向,即滑模控制的消除抖振问题、准滑动模态控制、基于趋近律的滑模控制、离散系统滑模控制、自适应滑模控制、非匹配不确定性系统滑模控制、时滞系统滑模控制、非线性系统滑模控制、Terminal滑模控制、全鲁棒滑模控制、滑模观测器、神经网络滑模控制、模糊滑模控制、动态滑模控制、积分滑模控制和随机系统的滑模控制等.对每个方向的研究状况进行了分析和说明.最后对滑模控制的未来发展作了几点展望.  

无抖振离散准滑模控制

基于对常规离散准滑动模态及其抖振的分析，提出将离散趋近等效控制相结合的控制策略，既保证了趋近模态具有良好品质，又降低了准滑动模态带。该控制策略可避免系统状态步步反向穿越滑动面的抖振运动，从面消除了控制的抖振，并以较少的控制能量获得较好的系统性能。  

二阶切换系统滑动模态分析

This paper discusses the phenomena of sliding mode in dynamic behavior of planar switched systems.We propose an approach to estimate the domain in which the sliding motion may occur.The relationship between the chattering angle and the switching time is given and utilized to check the existence of sliding mode with chattering.Finally,the application of the proposed results is illustrated by an example.  

动态滑模控制及其在移动机器人输出跟踪中的应用

针对轮式移动机器人的输出跟踪问题，提出一种动态滑模控制方法，首先给出机器人的动力学简化模型，然后将其分解成两个低阶子系统，并给出其输出跟踪的动态滑模控制器设计方法，仿真试验表明该方法能明显地削弱滑模控制系统的抖振。  

全程快速非线性跟踪-微分器

设计一种快速收敛的非线性跟踪-微分器,使系统在远离平衡点和接近平衡点都能自动快速地向平衡点收敛,并采用线性与非线性组合的连续函数形式,而不需要切换函数,从而防止了系统的抖振现象.  

基于滑模变结构的倒立摆系统稳定控制

利用滑模变结构控制对一级倒立摆系统进行了有效控制.首先对一级倒立摆系统的模型进行线性化处理,再利用滑模变结构控制方法对此模型中摆的镇定、台车位置的调节和系统参数不确定性设计了具体的控制规律,并使用饱和函数的方法抑制系统的抖振.最后在Matlab/Simulink上进行了仿真实验,实验结果说明滑模变结构控制方法是有效的.  

高阶滑模控制在非完整移动机器人鲁棒输出跟踪中的应用

给出了移动机器人鲁棒输出跟踪的高阶滑模控制器, 它不仅可以削弱滑模控制系统的抖振问题, 还对系统存在的不确定性具有良好的鲁棒性. 数值仿真表明了该控制器的有效性.  

模糊变结构控制器的研究

本文揭示了模糊监督控制的变结构本质，并以到达条件的模糊化过程为例，说明了它与传统的边界层方法的等价法。因此可用以削弱在模糊监督控制中所出现的抖振，文末给出了仿真结果。  

基于神经网络的PMSM自适应滑模控制

结合滑模控制和神经网络各自的优点,对永磁同步电机(PMSM)提出了一种基于神经网络的PMSM自适应滑模控制方案.首先设计了带积分操作的滑模变结构位置控制器,通过递归神经网络的在线学习来实时估计系统参数变化和外部负载扰动等不确定性的界限,减小滑模控制器的控制量.进而,在滑模控制器中又引入饱和函数取代符号函数,进一步减弱"抖振"现象.理论分析和实验仿真对比研究的结果表明所提出方法具有优越的动态性能和鲁棒性.  

滑模变结构控制理论研究综述

针对近年来滑模变结构控制理论的应用与发展,从4个方面对其进行了分析和总结。讨论了滑模变结构的两个设计问题,即滑模面设计和求解控制律的滑模到达条件,以及如何消除滑模变结构的抖振问题;指明了滑模变结构的一个重要发展方向—离散滑模变结构控制。介绍了目前各个方面的研究内容和方法,对各种方法的优缺点进行了评述,特别介绍了与模糊控制、神经网络等其他控制方法相结合的研究方法,预期了今后的发展方向。