全程滑模變結(jié)構(gòu)控制及其在倒立擺控制中的應(yīng)用研究.pdf

1、倒立擺是一個(gè)不穩(wěn)定、多變量、非線性和強(qiáng)耦合系統(tǒng)，因此只有采取行之有效的控制方法才能使之穩(wěn)定。而全程滑模變結(jié)構(gòu)控制繼承了滑模變結(jié)構(gòu)控制的一系列優(yōu)點(diǎn)，且對參數(shù)不確定性和外部干擾具有全程的魯棒性。鑒于此，本文深入地研究了其在倒立擺控制中的應(yīng)用。 本文通過對單級倒立擺系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析，建立了單級倒立擺系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并以此模型作為控制器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，利用全程滑模變結(jié)構(gòu)控制理論，設(shè)計(jì)了幾種全程滑模變結(jié)構(gòu)控制器。首先基于一般離散趨近律，通過選

2、擇恰當(dāng)?shù)娜袒Ｒ蜃?，?gòu)造切換函數(shù)，設(shè)計(jì)了一種全程滑模變結(jié)構(gòu)控制器，使系統(tǒng)從任意初始狀態(tài)出發(fā)的軌跡都落在滑模面上。其次，針對離散趨近律存在的問題，給出了改進(jìn)的離散趨近律，并利用它設(shè)計(jì)了全程滑模變結(jié)構(gòu)控制器。之后，根據(jù)全程滑模變結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，采用等效控制策略設(shè)計(jì)了全程滑模變結(jié)構(gòu)控制器，這種控制器形式簡單，易于實(shí)現(xiàn)，且解決了以往用離散趨近律方法設(shè)計(jì)變結(jié)構(gòu)控制器，系統(tǒng)存在抖振的問題。最后針對含有不確定性的倒立擺被控對象設(shè)計(jì)了全程滑模變結(jié)構(gòu)控制器