自適應(yīng)滑模控制原理及其應(yīng)用研究.pdf

1、滑?？刂凭哂袑?duì)系統(tǒng)的參數(shù)變化及外部干擾不靈敏，物理實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為自動(dòng)控制領(lǐng)域中的一種普遍控制方法，被廣泛應(yīng)用于實(shí)際的工程中。但是在實(shí)際的控制系統(tǒng)中，往往存在著許多不確定性因素，如:系統(tǒng)部分狀態(tài)未知、外界干擾未知等等。對(duì)于包含不確定性因素的被控控制系統(tǒng)，無(wú)法用準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型來(lái)描述，沒有精確的數(shù)學(xué)模型，從而無(wú)法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行很好的控制。且傳統(tǒng)滑模控制本質(zhì)上的不連續(xù)開關(guān)特性將會(huì)引起系統(tǒng)輸出的抖振問(wèn)題，從而在實(shí)際應(yīng)用中使得滑?？刂拼嬖谥?/p>

2、定的局限性，阻礙了滑?？刂频倪M(jìn)一步發(fā)展。本文利用擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器對(duì)未知因素的優(yōu)秀觀測(cè)性能和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所的萬(wàn)能逼近特性，將它們與滑?？刂葡嘟Y(jié)合，對(duì)系統(tǒng)中存在的不確定因素進(jìn)行估計(jì)，消除不確定因素對(duì)系統(tǒng)的影響，提升滑模控制的品質(zhì)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)闡述了滑模控制方法的發(fā)展背景、發(fā)展歷程，研究現(xiàn)狀。對(duì)滑?？刂七M(jìn)行了概述，分析了滑?？刂频幕驹?、到達(dá)條件、不變性和動(dòng)態(tài)性能，指出了滑模控制存在的問(wèn)題，并詳細(xì)討論了滑模控制

3、所存在問(wèn)題的根本原因，總結(jié)了解決滑模控制抖振問(wèn)題的幾種常見方法。
　　(2)研究了擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器(ESO)與滑?？刂葡嘟Y(jié)合的控制方法。該方法利用擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器估計(jì)系統(tǒng)中的未知狀態(tài)及不確定項(xiàng)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行前饋補(bǔ)償，抵消了系統(tǒng)狀態(tài)的不確定性，消除了系統(tǒng)狀態(tài)不可測(cè)的限制。同時(shí)利用梯度下降法對(duì)滑?？刂破鞯膮?shù)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，利用飽和函數(shù)代替符號(hào)函數(shù)，削弱了滑?？刂浦写嬖诘亩墩駟?wèn)題，用Lyapunov方法證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。仿真實(shí)驗(yàn)表明，該控

4、制方法對(duì)不確定性系統(tǒng)具有良好的控制效果，并有很強(qiáng)的抗擾動(dòng)能力。
　　(3)利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的萬(wàn)能逼近特性對(duì)系統(tǒng)的不確定項(xiàng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)逼近。首先在系統(tǒng)的控制輸入受限時(shí)，利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)控制輸入受限部分進(jìn)行動(dòng)態(tài)逼近，對(duì)控制輸入進(jìn)行補(bǔ)償，并設(shè)計(jì)了自適應(yīng)律來(lái)保證系統(tǒng)是漸進(jìn)穩(wěn)定，當(dāng)采用較大的初始誤差時(shí)，RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具對(duì)控制輸入受限部分具有較好的補(bǔ)償能力。其次，當(dāng)系統(tǒng)存在未知量時(shí)，利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)未知項(xiàng)進(jìn)行逼近，并設(shè)計(jì)了自適應(yīng)律來(lái)保證