一種新型滑模控制器設計及仿真

摘 要：對于一類非線性不確定系統，常規滑模控制器存在“抖振”現象和抗外部擾動作用不理想等問題。本文運用自適應模糊系統逼近滑模控制器參數，并引入一個自適應模糊參數連續逼近常規滑模控制器的開關函數，最后給出一種新型自適應模糊滑模控制器，該方法克服函數和邊界層法的不足。仿真實驗結果表明該方法增強非線性系統的抗干擾能力和魯棒性，并大大地削弱系統的“抖振”現象。

關鍵詞：自適應調節；模糊邏輯控制；自適應模糊滑模控制

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A

1 引言

滑模變結構控制本質上是一類特殊的非線性控制，它具有良好的魯棒性和對外部干擾的自適應性，對于參數波動、不確定性較大的系統，具有較強的理論優勢。滑模變結構控制特別適用于非線性不確定系統，但是當狀態軌跡到達滑模面后，很難嚴格地沿著滑模面向平衡點滑動，而是在滑模面兩側來回穿越，從而產生“抖動”現象。“抖動”對系統性能影響很大，如果處理不當，可能引起整個系統的不穩定。

模糊邏輯控制對不確定信息有很強的處理能力，它可以不依賴于被控對象的模型進行設計，但大多數模糊控制系統缺少系統的分析和設計方法。為了充分發揮變結構控制和模糊控制的優點，將二者結合起來構成模糊滑模控制。提出一種自適應模糊滑模控制方法，但是該方法控制部分含有函數，正是這一部分引起了滑模控制系統“抖動”。引入邊界層方法來削弱“抖動”，但是邊界層法不能保證系統在邊界層內的穩定性，而且邊界層選擇不當的話，會使系統產生不穩定。

本文在滑模控制器設計中，引入了一個用自適應算法調整的模糊參數連續逼近常規的開關函數。該方法克服了函數和邊界層法的不足，設計簡便。最后，運用MATLAB進行仿真。實驗結果表明，該自適應模糊滑模控制相對于常規滑模控制，明顯削弱了系統“抖振”，增強了系統的抗干擾能力和魯棒性。

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