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基于模糊滑动面的滑动模态控制方法研究

周颖  
【摘要】: 近年来,模糊控制成为智能控制的一个重要分支。模糊控制的优势在于它 对于那些难以建立数学模型或根本不可能用解析模型描述的复杂工业过程具有 很好的适应性和鲁棒性。出现于50年代的滑模控制是指当系统状态在达到滑 模平面后,会自动沿着滑动平面滑向控制目标,不受系统参数的摄动和外界干 扰的影响。它的不足主要表现为系统运动状态在到达滑动平面后,会在滑动平 面附近产生高频抖振,同时使系统达到滑动运动的控制量也产生高频振荡。 本论文对滑模控制进行了一些研究,将模糊控制与滑模控制结合,提出了 一些新的设计方法,仿真结果表明能够取得较好的控制效果。具体工作主要有: 第一,根据滑动模态原理,将模糊控制系统的输入量简化为广义跟踪误差 的一个超平面,并基于三角形划分语言变量的隶属度,根据这种划分得到模糊 控制器,针对二阶振荡系统的被控对象,分析了系统的上升时间、超调量、调 整时间及相位裕量等方面,模糊控制器优于一般的PID控制器。 第二,针对一类仿射非线性系统,提出了一种新的模糊逻辑滑模控制器的 设计方法,该方法在隶属度划分上采用非线性划分,减小了系统到达滑动面时 的“颤动”问题,同时到达滑动面的速度得到了改善,提高了控制精度。 第三,在对非线性系统进行滑模控制中,采用根据误差信息,调整滑动面 中的参数,结果提高了系统的跟踪速度,减小了跟踪误差,同时到达滑动面的 速度明显地提高。


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