滑模變結構控制系統(tǒng)分析
介紹了滑模變結構控制器在直流電機位置控制中的應用。采用數(shù)學方法確定變結構系統(tǒng)控制器的變量增益,并對開關電路的斜率進行了計算,并采用Matlab/ Simulink設計優(yōu)化工具箱中梯度下降優(yōu)化方法對該值進行了優(yōu)化,同時對該控制方案進行建模、仿真和測試。給出了控制系統(tǒng)采用3種控制器的原理圖,即比例(P)控制器、三相PID控制器和滑模變結構控制器。滑模變結構控制仿真能夠研究復雜的位置控制方法及其應用。這種仿真也可以作為其它工程應用的基礎。
提出一種基于位置控制仿真的滑模變結構控制,并通過仿真對系統(tǒng)進行了研究。信號約束采用梯度下降優(yōu)化方法。通過比較P控制器、PID控制器和滑模變結構控制器,認為滑模變結構控制器最優(yōu)。系統(tǒng)測試時選取了大范圍的初始條件?;瑒幽J较逻\行時,滑模變結構控制的相平面軌跡對噪聲、負荷和參數(shù)變化不敏感。研究發(fā)現(xiàn),滑模變結構控制器在對噪聲、負荷和參數(shù)變化的控制方面優(yōu)于其它兩個控制器。變結構控制器的簡易性和有效性使得其更容易進行模擬。該研究結果能夠促進控制器的應用,特別是導彈自動駕駛儀、機器人控制、過程控制、船舶操縱和目標跟蹤。
P控制器和PID控制器不能穩(wěn)定控制系統(tǒng),特別是在非線性很高或不確定性很大情況下?;W兘Y構控制器可以使系統(tǒng)實現(xiàn)這些性能,其控制思想是在特定時刻改變結構的特性,每種結構只運行一段時間。
刊名:Procedia Engineering(英)
刊期:2013年第53期
作者:A.A.Ahmed
編譯:王亮