基于趋近律方法的滑模控制器设计研究

发布时间：2025-05-12 19:51

　　滑模控制（Sliding Mode Control,SMC）是变结构控制方法的主要代表,近几?年来受到国内外学者的广泛关注,基于SMC的理论研究和工程应用探索是现代控制科学的一个重要分支。通常情况下,滑模控制方法令被控系统的结构随当前切换函数值的正负按开关特性变化,以迫使系统状态依照事先预定的滑动模态轨迹运动。系统的滑动模态是可以独立设计的,不受系统参数变化的影响;处于滑动模态中的系统状态与满足匹配条件的参数摄动、外界扰动等因素均无关,具有不变性。因此,滑模控制的显著优点是其具有的强鲁棒特性和低模型依赖性。尽管具有许多良好的特性,SMC在实际使用中依然面临诸多挑战。首先,滑模控制器本身具有的开关特性和执行器的物理惯性约束难以维持系统状态一直处于滑动模态中,导致系统产生抖振、状态收敛耗时久。其次,控制器的实现通常需要借由计算机系统完成,有限的系统采样频率将导致SMC在连续系统中的优势难以发挥。因此,如何减小滑模控制器在连续系统中的抖振,使系统状态得以收敛,离散滑模控制（Discrete Sliding Mode Control,DSMC）系统有哪些独特的性质,在两类时间系统中如何设计控制器...

【文章页数】：149 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 连续时间系统滑模控制研究
        1.2.2 离散时间系统滑模控制研究
    1.3 本文的研究内容
    1.4 本文的结构安排
第二章 预备知识
    2.1 滑模控制思想
    2.2 连续时间系统滑模控制
        2.2.1 滑动模态的存在和到达条件
        2.2.2 趋近律方法设计滑模控制器
    2.3 离散时间系统滑模控制
        2.3.1 ZOH采样下的离散系统表征及特性
        2.3.2 准滑动模态的定义及到达条件
        2.3.3 基于趋近律的离散滑模控制器
    2.4 本章小结
第三章 连续时间线性系统抗干扰滑模控制策略
    3.1 引言
    3.2 模型介绍分析
        3.2.1 PMSM模型
        3.2.2 ELS控制框架
    3.3 基于新趋近律的PMSM转速控制方案
        3.3.1 一种新型非线性滑模趋近律
        3.3.2 滑模扰动观测器设计
        3.3.3 改进的ELS结构设计
    3.4 基于滑模观测器的无感PMSM位置估计方案
        3.4.1 滑模观测器与正弦型锁相环
        3.4.2 改进滑模观测器与正切型锁相环
    3.5 仿真检验
        3.5.1 改进的ELS控制效果检验
        3.5.2 无感PMSM位置观测效果检验
    3.6 本章小结
第四章 连续非线性系统有限时间收敛滑模控制器设计
    4.1 引言
    4.2 系统描述
    4.3 一种改进型趋近律设计
        4.3.1 参数调节方案
        4.3.2 趋近律对比分析
    4.4 滑模切换函数选取
    4.5 控制器设计
    4.6 仿真检验
        4.6.1 吕氏系统
        4.6.2 超混沌系统
    4.7 本章小结
第五章 离散时间线性系统抖振压缩滑模控制器设计
    5.1 引言
    5.2 系统描述
    5.3 基于有界扰动的的离散滑模控制器设计
        5.3.1 趋近律及控制器设计
        5.3.2 被控系统动态性能分析
    5.4 基于扰动观测的离散滑模控制器设计
        5.4.1 改进型趋近律及控制律设计
        5.4.2 被控系统动态特性分析
    5.5 数值仿真
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 未来展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
攻读学位期间参与的项目
攻读学位期间申请的专利



本文编号：4045151