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滑模变结构控制研究综述摘要：本文主要介绍滑模变结构控制的研究情况。
先介绍了滑模变结构控制的发展历史及基本定义，并对国内外滑模变结构的研究现状进行了评述；然后论述了滑模变结构控制的主要研究方向，重点介绍了离散时间系统变结构控制的研究；最后对滑模控制的发展作了展望。
关键词：滑模；变结构控制；非线性控制；离散系统A survey of research on sliding mode variable structure controlAbstract: A survey on the current research of sliding mode variable structure control is introduced, including the history of the development and basic definitions; and then discussed the main research directions of the sliding mode variable structure control, which emphasizes on the discrete-time systems. Further more, research tendencies in this field are discussed.key words: sliding mode; variable structure control; nonlinear control;discrete-time systems1引言在非线性控制领域，鲁棒控制的典型代表是滑模变结构控制。
滑模变结构控制是目前非线性控制系统较普遍、较系统的一种综合方法。
它的突出优点是滑动模态对于参数摄动和外界扰动等不确定因素具有不敏感性，并且滑动模态的动态品质是可以预先设计的。
这种优异的性能对控制系统是十分重要的，目前已被广泛应用于机器人、伺服系统、空间飞行器、化工过程等领域[1~3]。
机器人的终端滑模变结构控制研究
薛小峰;高阳;田志祥
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2010(026)017
【摘要】针对机器人这类非线性强耦合系统,基于滑模变结构控制理论,提出了一种终端滑模变结构控制方法.该方法将系统的状态方程化为为关节子系统,利用终端滑模方法构造每个子系统的滑模面,在此基础上运用李雅普诺夫函数和含有饱和函数的指数趋近律设计了关节子系统的控制律.利用所提出的方法对平面二自由度机器人的控制系统进行了设计并进行了仿真,仿真结果表明了该控制方法不仅有效地实现了机器人关节控制,而且该控制方法还能降低因采用滑模控制而产生的抖振,并使得系统快速收敛到平衡稳定状态.
【总页数】3页(P152-154)
【作者】薛小峰;高阳;田志祥
【作者单位】225001,江苏扬州,中国船舶重工集团723研究所;225001,江苏扬州,中国船舶重工集团723研究所;210016,江苏南京,南京航空航天大学机电学院【正文语种】中文
【中图分类】TP13
【相关文献】
1.基于反演的机器人滑模变结构控制研究 [J], 薛小峰;高阳;田志祥
2.网络遥操作机器人系统模糊变结构控制研究 [J], 周军;谢成祥
3.双轮自平衡机器人的滑模变结构控制研究 [J], 马传翔;杨名利
4.基于终端滑模控制的两轮移动机器人自平衡实现方法研究 [J], 王利清
5.并联有源滤波器终端滑模变结构控制策略研究 [J], 高圣伟; 亚志政; 许煜
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滑模变结构控制系统的抖振抑制方法研究滑模变结构控制系统在实际应用中，由于线性化误差的存在，容易出
现抖振现象。
为了解决这一问题，研究者提出了以下几种抖振抑制方法：
1.基于积分去抖振思想的方法。
在滑模变结构控制系统中，可以加入一个积分项，用来消除控制器的
稳态误差。
当外部扰动作用时，积分项会积累，从而引起抖振现象。
因此，可以采用基于积分去抖振的思想，对积分项进行修正，避免抖振的出现。
2.基于滤波器设计的方法。
在滑模变结构控制系统中，可以引入一个低通滤波器，对输入信号进
行滤波，减小高频成分。
这样可以避免噪声和干扰的影响，从而减少抖振
现象。
3.基于信号采样周期的方法。
在控制系统设计时，可以根据系统采样周期选择合适的控制参数。
对
于快速响应的系统，需要较短的采样周期，这样可以减少抖振现象的出现。
而对于慢速响应的系统，则需要较长的采样周期。
4.基于模糊控制的方法。
模糊控制是一种具有适应性和鲁棒性的控制方法，可以根据实际情况
动态调整控制参数。
在滑模变结构控制系统中，可以采用模糊控制来调节
控制器的参数，从而减少抖振现象的出现。
总之，抖振抑制是滑模变结构控制系统中的一项重要问题，需要根据
实际情况选择合适的方法进行解决。
滑模变结构控制及应用滑模变结构控制（Sliding Mode Control，SMC）是一种具有强鲁棒性和抗扰动能力的非线性控制方法。
它是20世纪80年代发展起来的一种控制方法，它通过在滑模面上引入一个不连续函数来实现对系统状态的高频率的转换控制，从而将控制系统的性能提高到一个新的水平。
滑模变结构控制在自动控制领域中得到了广泛的研究与应用，下面我将就其基本原理、设计方法以及应用领域进行详细介绍。
滑模变结构控制的基本原理：滑模变结构控制的基本原理是引入一个滑模面，通过使系统状态在滑模面上进行快速的滑动，从而达到控制系统的稳定性和鲁棒性。
在滑模面上，系统状态由于受到控制输入和系统的非线性特性的影响而发生快速切换，从而使系统状态的滑动速度不断变化，最终达到滑动面的稳定状态。
滑模控制器利用滑模面上的控制输入来驱动系统状态沿着滑模面滑动，以实现状态的稳定和跟踪。
滑模变结构控制的设计方法：滑模变结构控制一般包括滑模面的设计和滑模控制器的设计两个步骤。
滑模面的设计要求其具有可实现性、稳定性和鲁棒性等特性，常用的滑模面设计方法包括等效控制、非线性控制、线性控制等。
滑模控制器的设计包括产生控制输入和产生滑模面两个部分，常用的滑模控制器设计方法包括理想滑模控制器、改进滑模控制器、自适应滑模控制器等。
滑模变结构控制的应用领域：滑模变结构控制在各个领域中都有广泛的应用，下面我将就几个典型的应用领域进行介绍。
1. 机械控制系统：滑模变结构控制在机械控制系统中应用广泛，例如机械臂控制、机械手控制等。
滑模变结构控制可以提供强鲁棒性和抗扰动能力，可以保证机械系统在复杂环境下的精确运动和稳定控制。
2. 电力系统：滑模变结构控制在电力系统中的应用主要包括电力系统稳定控制、电力系统调度控制等。
滑模变结构控制可以有效地处理电力系统中的不确定性和扰动，提高电力系统的稳态和动态性能。
3. 交通运输系统：滑模变结构控制在交通运输系统中的应用包括车辆控制、交通信号控制等。
滑模变结构控制中抖振的特性研究与抑制滑模变结构控制中抖振的特性研究与抑制摘要：滑模变结构控制是一种有效的非线性控制策略，已广泛应用于工业自动化系统中。
然而，滑模控制器在实际应用过程中常常会出现抖振问题，这会影响控制系统的性能和稳定性。
在本文中，我们对滑模变结构控制中抖振的特性进行了研究，并提出了一些有效的抑制方法，以改善系统的控制性能。
1. 引言滑模变结构控制是一种通过构造滑模面使系统状态快速地滑动到该面上，并通过强制使系统状态在滑模面上滞留，从而实现对系统的控制。
相对于传统的线性控制方法，滑模变结构控制具有优良的鲁棒性和非常强的扰动抑制能力。
然而，在实际应用中，滑模控制器常常会出现抖振的现象。
2. 抖振的产生原因抖振是指在滑模控制过程中系统状态出现明显的摆动或振荡现象。
抖振的产生主要是由于以下几个因素：（1）控制策略的非理想: 控制器设计不合理，参数选择不当，容易使系统产生振荡；（2）系统的非线性和不确定性：实际系统往往存在着非线性和不确定性的因素，这对系统的控制带来了一定的干扰；（3）滑模面设计不当：滑模面的选取对于控制系统的性能有着重要的影响，滑模面设计不当会导致系统抖振。
3. 抖振的特性研究为了深入了解滑模控制中抖振的特性，我们对滑模控制的数学模型进行了分析，并通过数学推导和仿真实验进行了验证。
研究发现：（1）抖振幅度与滑模面的斜率有关：当滑模面的斜率较大时，抖振幅度较小，反之则抖振幅度较大；（2）抖振频率与系统的自然频率有关：抖振频率与系统的自然频率接近时，抖振现象最为明显；（3）抖振与系统的非线性有关：非线性系统更容易出现抖振现象。
4. 抖振的抑制方法为了有效抑制滑模变结构控制中的抖振现象，我们提出了以下几种抑制方法：（1）参数调节法：通过合理调节滑模面的斜率和截距等参数，可以减小抖振幅度；（2）自适应算法：利用自适应算法来在线调整控制参数，以适应不同工况下的系统特性；（3）鲁棒性设计：采用鲁棒控制方法，使控制系统对于非线性和不确定性具有更好的适应性，减小抖振现象；（4）滤波器设计：通过引入滤波器来抑制系统中的高频振荡，达到减小抖振幅度的目的。
基于滑模变结构控制的空间绳系组合体二维
消摆控制方法
本文提出了一种基于滑模变结构控制的空间绳系组合体二维消摆控制方法。
首先，建立了空间绳系组合体的动力学模型，并分析了系统的特性。
然后，考虑到系统中存在着干扰和不确定因素，采用了滑模变结构控制方法进行控制器的设计。
控制器能够使系统保持稳定，并实现对绳系组合体的二维消摆控制。
具体地，本文首先将系统状态定义为误差向量和误差变化率向量。
然后，设计了一种双层滑模变结构控制器，其中外层控制器用于保证系统的稳定性，内层控制器用于实现对绳系组合体的消摆控制。
控制器具有快速响应、强鲁棒性、抗干扰能力强等优点。
最后，通过数值仿真实验验证了所提出的控制方法的有效性和性能。
仿真结果表明，所提出的方法能够使绳系组合体在受到干扰的情况下保持稳定，并实现了二维消摆控制。
综上所述，本文提出了一种基于滑模变结构控制的空间绳系组合体二维消摆控制方法。
该方法具有较强的控制性能和鲁棒性，可应用于空间绳系组合体的控制和稳定。
滑模变结构控制系统的抖振抑制方法研究滑模变结构控制（Sliding Mode Control, SMC）是一种非线性控制技术，其特点是对系统的非线性特性不敏感，并且具有鲁棒性和抗干扰能力强等优点。
在实际应用中，滑模控制系统存在抖振现象，即系统的输出会产生快速震荡，影响控制系统的性能和稳定性。
因此，对于滑模控制系统的抖振抑制方法进行研究具有重要意义。
滑模控制系统的抖振抑制方法可以从以下几个方面进行研究：1.控制参数的选择：抖振抑制的一种方法是通过合理选择滑模控制器的参数来实现。
调节滑模控制器的参数可以改变系统的动态响应特性，从而实现抖振的抑制。
通常可以通过试探法或者经验法来选择合适的参数。
2.引入饱和非线性：饱和非线性是一种广泛应用于滑模控制中的方法。
通过引入饱和非线性可以实现控制系统的分段线性特性，从而减小抖振现象的出现。
饱和非线性可以根据系统的特性进行设计，可以基于系统的频率响应、积分饱和性等因素。
3.自适应滑模控制：自适应滑模控制是一种引入自适应机制的滑模控制方法。
该方法可以根据系统的状态和外部扰动的变化实时调整滑模控制器的参数，从而实现对抖振的抑制。
自适应滑模控制可以通过引入自适应律、自适应辨识方法等实现。
4. 非线性饱和补偿控制：非线性补偿控制是一种通过引入补偿器来抑制抖振的方法。
通过引入补偿器可以根据系统的非线性特性实时调整滑模控制器的参数，从而实现对抖振的抑制。
非线性饱和补偿控制可以通过Lyapunov函数分析等方法进行设计。
5.基于优化算法的方法：优化算法是一种通过优化目标函数来求解最优控制参数的方法。
通过优化算法可以求得一个最优的滑模控制器参数，从而实现抖振的抑制。
常用的优化算法有遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法等。
在实际应用中，综合考虑以上方法的优缺点和适用性，选择合适的抖振抑制方法进行研究。
为了提高滑模控制系统的抖振抑制效果，可以采用多种方法进行组合或者结合其他控制方法进行增强，以实现更好的控制性能。
