連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的滑模控制及應(yīng)用

　　【摘要】滑�？刂埔脖环Q作滑模變結(jié)構(gòu)控制，它出現(xiàn)在50年代，由于變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的滑動(dòng)模態(tài)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)攝動(dòng)、外界的擾動(dòng)、系統(tǒng)不確定模態(tài)和模型不確定性具有不變性，也就是完全魯棒性，滑模變結(jié)構(gòu)控制才引起了人們的極大關(guān)注。論文的具體工作如下：首先分析了滑模變結(jié)構(gòu)控制的基本原理以及基本概念，總結(jié)了滑模變結(jié)構(gòu)控制的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展前景。其次，分別敘述了滑�？刂圃诘退倌Σ了欧�系統(tǒng)、臺(tái)式倒立擺和機(jī)器人中的應(yīng)用。最后對(duì)滑模控制的發(fā)展和未來前景做了展望。

　　【關(guān)鍵詞】滑模變結(jié)構(gòu)控制;抖振;倒立擺系統(tǒng);伺服系統(tǒng)。

　　目 錄

　　摘 要 1

　　Abstract 2

　　1 緒論 5

　　1.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制理論的介紹 5

　　1.1.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制理論的起源和背景 5

　　1.1.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制研究的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀 5

　　1.1.3 滑模變結(jié)構(gòu)控制理論的特點(diǎn) 8

　　1.2 目前滑模控制設(shè)計(jì)中存在的問題 9

　　1.2.1 滑�？刂破鞯脑O(shè)計(jì)要求 9

　　1.2.2 計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)滑模控制算法存在的問題 10

　　1.3 本論文的研究意義及研究?jī)?nèi)容 10

　　1.3.1 研究意義 10

　　1.3.2 研究?jī)?nèi)容 11

　　2滑模變結(jié)構(gòu)控制的基礎(chǔ)理論 12

　　2.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的基本原理與設(shè)計(jì)方法 12

　　2.1.1滑模變結(jié)構(gòu)控制的基本概念 12

　　2.1.2 滑動(dòng)模態(tài)的數(shù)學(xué)描述 14

　　2.1.3 滑動(dòng)模態(tài)的存在和到達(dá)條件 15

　　2.1.4 滑�？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)過程 16

　　2.2.1 抖振問題 17

　　2.2.2 抖振的解決辦法 18

　　2.3 本章小結(jié) 19

　　3滑�？刂圃诘退倌Σ了欧�系統(tǒng)中的應(yīng)用 20

　　3.1 引言 20

　　3.2 低速摩擦伺服系統(tǒng)的主要問題 20

　　3.3 伺服系統(tǒng)描述 20

　　3.4 滑�？刂破髟O(shè)計(jì) 21

　　3.5 仿真實(shí)例 23

　　3.5.1 PD控制 23

　　3.5.2 滑模控制 24

　　3.6本章小結(jié) 28

　　4 臺(tái)車式倒立擺的滑�？刂� 29

　　4.1 引言 29

　　4.2臺(tái)車式倒立擺模型及其原理 29

　　4.2.1 臺(tái)式倒立擺模型 29

　　4.2.2臺(tái)車式倒立擺原理 29

　　4.3 滑�？刂破髟O(shè)計(jì) 30

　　4.3.1 切換函數(shù)設(shè)計(jì) 30

　　4.3.2 控制律的設(shè)計(jì) 32

　　4.4 仿真實(shí)例 33

　　4.4.1 常值切換控制律仿真 33

　　4.5 本章小結(jié) 36

　　5 滑模變結(jié)構(gòu)控制在機(jī)器人中的應(yīng)用 38

　　5.1 引言 38

　　5.2 機(jī)器人控制的主要問題 38

　　5.3 機(jī)器人的數(shù)學(xué)模型 39

　　5.4 基于濾波的機(jī)器人滑�？刂� 40

　　5.4.1 引言 40

　　5.4.2 基于濾波的機(jī)器人滑�？刂� 41

　　5.4.3仿真實(shí)例 44

　　5.5 本章小結(jié) 46

　　6 總結(jié)與展望 47

　　參考文獻(xiàn) 49

　　致 謝 50

　　附錄 51

　　1. 滑�？刂圃诘退倌Σ了欧�系統(tǒng)中的應(yīng)用 51

　　1) 控制器S函數(shù)：chap1.m 51

　　2) 被控對(duì)象S函數(shù)：chap1plant.m 52

　　3) 作圖程序:chap1plot.m 55

　　2.臺(tái)式倒立擺的滑模控制 56

　　1)主程序chap2.m 56

　　2)控制子程序chap2eq.m 58

　　3.滑模變結(jié)構(gòu)控制在機(jī)器人中的應(yīng)用 59

　　1)控制器S函數(shù)程序：chap5s.m 59

　　2)被控對(duì)象S函數(shù)程序：chap5plant.m 61

　　3)作圖程序：chap5plot.m 62

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