离散时间不确定系统的指数滑模趋近律的算法研究

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本文的主要内容是介绍了两种适用于不同类型控制系统的离散滑模趋近律。其中一种离散滑模趋近律是在滑模控制器增益中引入了指数项(1-e-log2(s(k)+1)),由于该控制器增益是滑模变量s(k)的函数,因此被控系统能自适应滑模变量的变化,当系统轨迹进入到滑模切换面边界层内时,所提出的新的离散滑模趋近律能够使系统轨迹稳定的围绕滑模超平面做滑动运动,直至系统轨迹达到平衡点,这种控制算法对于系统干扰变化速率慢的情况具有较高的控制性能,而对于干扰变化速率快的场合,其控制性能被抑制。然而先前大部分的滑模趋近律的设计都是假设外界干扰变化速率慢,但是这种情况在实际的控制系统中极少发生,为了解决上述问题,本文第四章提出一种分段式离散指数滑模趋近律,此分段式离散滑模趋近律由两部分组成,当系统轨迹在滑模切换流层之外时,采用的是含有符号函数的传统指数滑模趋近律,这样做的目的是为了使系统轨迹尽可能快的达到滑模超平面;当系统轨迹到达滑模切换流层内时,滑模趋近律中的符号函数被正切函数取代。这种改进最大的优点是系统轨迹的趋近速率随着系统轨迹靠近滑模超平面而降低,当系统轨迹到达滑模超平面时,趋近速率为零,这样极大地抑制了离散系统轨迹在滑模超平面上的抖振,特别是在系统干扰变化速率快的情况下,这种抑制作用尤其明显。上述的理论结果通过仿真实验得到了验证。上述两种离散滑模趋近律通过严格的数学证明,它们都能使系统满足滑模趋近条件。在本文的第五章,将第三章的离散滑模趋近律应用在永磁同步电机速度控制系统,通过与其他滑模趋近律算法的仿真结果比较,发现永磁同步电机控制系统利用本文提出的离散滑模趋近律有更好的系统控制性能。
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