直達滑模控制

姜玉憲 周尹強 趙 霞

(北京航空航天大學 自動化科學與電氣工程學院,北京 100191)

直達滑模控制

姜玉憲 周尹強 趙 霞

(北京航空航天大學 自動化科學與電氣工程學院,北京 100191)

用傳統到達條件綜合而成的滑模控制系統不能保證所有出發于滑動模態鄰域的相軌線都能直接到達鄰近的滑動模態分支,導致狀態轉移過程超調,這對于某些控制工程是不允許的.為使滑模控制過程單向收斂,提出了直達滑模控制方法.通過對傳統到達條件表述中的不足的分析,介紹了直達函數的定義和直達條件的建立.直達條件是用直達滑模控制法綜合滑模控制系統的依據.直達滑模控制系統由指令模態及開關型直達滑模控制組成.與傳統到達條件不同,滿足直達條件的控制,可保證所有出發于滑動模態鄰域的相軌線都能直接到達鄰近的滑動模態分支,沿滑動模態趨向零態,狀態轉移過程快速而無超調.將直達滑模控制應用于示例系統并進行仿真,仿真結果符合對直達滑模控制性能的預期.

滑模控制;到達條件;直達條件

滑模控制具有許多優點,也存在一些問題,例如滑模控制過程的非單向收斂性(或稱之為超調).這對于某些控制工程是不允許的,例如飛機著陸、航天器對接、機器人裝配等.現有研究認為,產生這一現象的原因有:①到達條件太簡單,僅僅一個到達條件可能導致到達過程的正常運動段歷時很長、超調量很大等不良品質[1],因……