无抖振离散滑模趋近律

针对离散滑模趋近律形式多样且容易产生高频抖振的问题,提出了离散滑模趋近律的一般形式,并给出了无抖振的到达条件及其理论证明,从一般意义上为离散滑模趋近律的设计提供了理论依据。针对满足匹配条件的不确定系统,给出了切换函数收敛域的推导方法,推导了无抖振的最小收敛域。以典型的高氏指数趋近律为例,利用无抖振的到达条件,对其一般形式进行了无抖振改进,验证了所提出方法的有效性。     

一种新的约束变速趋近律离散滑模控制方法

考虑惯性执行器输出速度有限的实际,引入趋近律变化速率的控制函数,设计了一种新的无抖振离散滑模变速趋近律算法. 首次提出了通过设计趋近律变化速率来构造离散滑模趋近律的思想,使得控制器的物理意义更加明显,设计更加灵活和简单.对于标称系统, 该算法可以使切换函数在有限时间内快速无抖振地收敛至零;对于满足匹配条件的不确定系统,切 换函数能够收敛至与不确定性及控制参数相关的某一数值,通过设置控制参数,可使这一数值任意小.     

基于离散时变趋近律的准滑模控制

针对不确定离散时间系统,提出一种基于离散时变趋近律的准滑模控制方法.该方法不仅能够加快系统趋近模态的趋近速度,缩短到达时间,而且能够减小准滑动模态带宽,有效改善系统动态品质,增强系统鲁棒性,并无控制抖振和稳态抖振产生.控制律形式简单、利于实现.仿真结果表明了所提出方法的有效性.     

基于隐式积分的广义离散趋近律

针对传统基于前向欧拉近似的离散趋近律存在数值抖振的问题,首先,提出一种衍生于后向欧拉积分的广义离散趋近律,该广义离散趋近律具有全局无抖振收敛特性,并释放更多的参数设计自由度;然后,揭示趋近律参数对滑模变量收敛速率的影响关系,为参数整定提供理论依据;最后,在考虑系统不确定性时,给出滑模面最终的边界层,验证所设计的趋近律可同时确保系统的快速瞬态响应和高精度控制.数值仿真验证了所提出算法的有效性.     

基于扰动补偿趋近律的准滑模控制

针对不确定离散时间系统,提出了一种基于扰动补偿趋近律的准滑模控制方法.该方法不仅能够加快系统趋近模态的趋近速度,缩短到达时间,而且能够缩窄系统的准滑动模态带宽,增强系统鲁棒性,有效改善系统动态品质,并无控制抖振和稳态抖振产生.仿真结果表明了该方法的有效性.     

一种新型复合滑模趋近律设计与分析

针对传统幂次趋近律存在的抖振以及全局收敛缓慢的问题,提出一种新型复合滑模趋近律,该趋近律通过引入正切函数以及对传统幂次趋近律的改进,实现趋近律的快速收敛和无抖振特性.首先,引入正切函数,在初始状态已知的情况下使系统更快地收敛;其次,通过设计的趋近律改进传统幂次趋近律中含符号函数乘积项容易引起的抖振;然后,理论证明新型复合趋近律能够快速收敛且无抖振,并推导出趋近速率及稳态误差界;最后,以直线磁悬浮同步电动机磁悬浮系统为例,与双幂次趋近律和多幂次趋近律仿真对比,进一步验证新型复合趋近律能够明显缩短系统的动态过程并消除抖振,且存在模型不确定性及外加干扰作用下,系统仍能迅速地收敛到平衡点附近的领域内.     

新的离散时间系统变结构趋近律

针对离散时间系统变结构控制的设计问题进行了研究。为了改善离散指数趋近律的趋近过程,提出了一种新的趋近律,利用该趋近律设计的变结构控制器,不仅能够大幅度削弱抖振,使系统运动最终趋于原点不存在稳态振荡,而且能使系统的准滑动模态保持步步穿越切换面的基本属性,有效地改善了趋近过程,提高了控制品质。仿真分析验证了该方法的合理性与有效性。     

一种基于死区离散趋近律的准滑模控制

针对受正弦信号干扰的不确定离散时间系统,提出一种基于死区离散趋近律的准滑模控制方法. 系统能够由任一初始状态向死区作单调趋近运动,并于有限时间到达准滑动模态区作准滑动模态运动. 准滑动模态带具有任意阶次小的特点.该方法进一步增强了系统鲁棒性,有效改善系统动态品质,减小了稳态误差.系统无 控制抖振和稳态抖振产生.仿真结果表明该方法的有效性.     

不确定离散系统自适应趋近律滑模控制技术研究

针对受噪声干扰的含有未知参数的离散系统控制问题,首先利用强跟踪滤波器对未知参数进行估计,接着提出了一种自适应离散趋近律滑模控制方法．深入研究分析了该离散趋近律方法的抖振问题,设计了基于该新型趋近律的滑模控制器．仿真结果表明所设计的控制器能有效降低抖振,改善控制性能．     

一种多幂次滑模趋近律设计与分析

针对传统滑模趋近律使系统存在抖振现象、收敛速度较慢及动态响应不平滑等问题, 提出一种多幂次滑模趋近律.该趋近律通过三个幂次项系数在系统趋近过程不同阶段进行针对性地调节, 使系统动态响应过程的收敛速度大幅度提高, 且无抖振现象.理论验证了其存在性、可达性及稳定性, 并详细推导了趋近速率及干扰稳定界.以航天器姿态机动控制系统为例, 对比仿真结果表明该趋近律下, 系统的动态过程有较大改善并消除了抖振, 且在存在模型不确定性及外加干扰作用下, 系统仍可较快地收敛到平衡点附近的邻域内.     

离散时间系统变结构控制分段趋近律

对高为炳先生提出的离散时间系统变结构控制的趋近律进行改进,提出了系统状态在进入准滑动模态带内和带外分别采用不同趋近律的分段式趋近律,该趋近律符合高氏关于离散变结构控制到达条件的6个特点,采用该趋近律设计的系统运动最终趋近于原点,从而具有快速趋近和降低抖振的品质。仿真结果说明了该方法的有效性。     

Analysis and design of chattering‐free discrete‐time sliding mode control

In this paper, the disturbance observer–based chattering‐free discrete‐time sliding mode control (DSMC) approach is proposed for systems with external disturbances. The proposed disturbance observer, which makes full use of the state and input information at the current and last steps, improves the estimation accuracy and achieves accurate compensation for disturbances. Then, with the help of disturbance observer, a new reaching law, which contains not only a nonsmooth term with a dynamically adjusted gain parameter but also a second order difference of the disturbance, is proposed to reduce the range of the quasi‐sliding mode band and eliminate chattering. The proposed DSMC approach realizes the active disturbance rejection and strong robustness. Finally, a simulation example is presented to verify the effectiveness of the proposed method.     

无抖振全程滑态离散变结构控制算法

针对离散时间系统的变结构控制问题,对常规离散变结构抖动产生原因的分析,结合全程滑态变结构算法,给出了改进的离散趋近律。仿真结构表明,该方法是可行的,减小了系统的抖动,并从一开始就保证了系统的稳定性。     

不确定离散时间系统的变结构控制设计

讨论了利用离散趋近律设计不确定离散时间系统的变结构控制问题,分析了离散趋 近律系数造成系统颤振的原因,给出了改进的离散趋近律,并利用它设计了变结构控制律,对 不确定部分建立灰色估计模型,估计出参数值.仿真结果表明该方法是可行的,有效地防止了 系统的颤振和不确定因素的影响.     

一种改进的离散时间系统变结构控制设计方法

在分析了几种离散变结构趋近律趋近过程的基础上, 提出了一种改进的趋近律, 该方法能够大幅度削弱抖振, 使系统运动最终趋于原点且不存在稳态振荡, 能使系统的准滑动模态保持步步穿越切换面的基本属性, 改善了趋近过程.     

不确定系统离散变结构控制及在位置伺服系统中的应用

研究有界不确定离散时间系统的变结构控制设计问题.对利用传统离散趋近律设计变结构控制器时出现的稳态抖振现象进行分析,提出一种能有效减弱抖振的控制策略,并将研究结果用于设计某位置伺服系统变结构控制器.理论分析及仿真结果表明,所设计的控制器可以有效减弱抖振,并使伺服系统具有良好的跟踪能力和很强的鲁棒性.     

离散时间系统变结构控制基于衰减控制的趋近律

讨论了利用离散趋近律设计离散时间系统的变结构控制问题, 在衰减控制的基础上, 提出了衰减变速趋近律和衰减幂次趋近律. 理论分析和仿真结果表明, 本文所提的方法是有效的, 既保证了闭环系统的渐进稳定性, 又大大减少了系统的抖动现象.     

基于趋近律方法的Delta算子滑模变结构控制系统

针对高速信号不确定滑模变结构控制系统的抖振问题,提出一种基于Delta算子离散化方法的不确定Delta算子系统的滑模变结构控制器。基于反正切函数给出了一种改进的Delta算子离散趋近律,将系统的不确定部分用其上、下确界代替,然后设计滑模变结构控制律。仿真结果表明了该方法的可行性和有效性,对内部参数摄动和外部干扰具有良好的完全鲁棒性。因此,基于该趋近律方法设计的滑模变结构控制系统既能在有限时间内快速趋近切换面,又最终稳定于平衡状态。     

离散变结构控制基于扰动动态补偿的理想趋近律

研究了带有系统内部参数摄动和外部干扰的离散时间系统变结构控制综合问题。给出了非匹配不确定离散时间系统带有扰动动态补偿的理想趋近律,消除了常规变结构控制中不确定项必须有界和满足匹配条件的限制。所设计的变结构控制器在有限时间内可达切换面,有效地削弱了系统抖振,减小了切换带带宽,改善了系统动态品质。仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。