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连续时间系统的滑模控制以及应用
连续时间系统的滑模控制以及应用 滑模控制也被称作滑模变结构控制，它出现在50年代，由于变结构系 统的滑动模态运动系统的参数摄动、外界的扰动、系统不确定模态和模型不确定 性具有不变性，也就是完全鲁棒性，滑模变结构控制才引起了人们的极大关注。论文的具体工作如下：首先分析了滑模变结构控制的基本原理以及基本概念，总 结了滑模变结构控制的发展历史、现状和发展前景。其次，分别叙述了滑模控制 在低速摩擦伺服系统、台式倒立摆和机器人中的应用。最后对滑模控制的发展和 未来前景做了展望。
【关键词】滑模变结构控制;抖振;倒立摆系统;伺服系统。
目 录 摘 要 1 Abstract 2 1 绪论 5 1.1 滑模变结构控制理论的介绍 5 1.1.1 滑模变结构控制理论的起源和背景 5 1.1.2 滑模变结构控制研究的发展历史和现状 5 1.1.3 滑模变结构控制理论的特点 8 1.2 目前滑模控制设计中存在的问题 9 1.2.1 滑模控制器的设计要求 9 1.2.2 计算机实现滑模控制算法存在的问题 10 1.3 本论文的研究意义及研究内容 10 1.3.1 研究意义 10 1.3.2 研究内容 112滑模变结构控制的基础理论 12 2.1 滑模变结构控制系统的基本原理与设计方法 12 2.1.1滑模变结构控制的基本概念 12 2.1.2 滑动模态的数学描述 14 2.1.3 滑动模态的存在和到达条件 15 2.1.4 滑模控制系统的设计过程 16 2.2.1 抖振问题 17 2.2.2 抖振的解决办法 18 2.3 本章小结 19 3滑模控制在低速摩擦伺服系统中的应用 20 3.1 引言 20 3.2 低速摩擦伺服系统的主要问题 20 3.3 伺服系统描述 20 3.4 滑模控制器设计 21 3.5 仿真实例 23 3.5.1 PD控制 23 3.5.2 滑模控制 24 3.6本章小结 28 4 台车式倒立摆的滑模控制 29 4.1 引言 29 4.2台车式倒立摆模型及其原理 294.2.1 台式倒立摆模型 29 4.2.2台车式倒立摆原理 29 4.3 滑模控制器设计 30 4.3.1 切换函数设计 30 4.3.2 控制律的设计 32 4.4 仿真实例 33 4.4.1 常值切换控制律仿真 33 4.5 本章小结 36 5 滑模变结构控制在机器人中的应用 38 5.1 引言 38 5.2 机器人控制的主要问题 38 5.3 机器人的数学模型 39 5.4 基于滤波的机器人滑模控制 40 5.4.1 引言 40 5.4.2 基于滤波的机器人滑模控制 41 5.4.3仿真实例 44 5.5 本章小结 46 6 总结与展望 47
