王軍霞，朱群雄，耿志強(qiáng)
北京化工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，，北京

摘　　　要：為解決由極點(diǎn)配置方法構(gòu)造的滑模切換面會(huì)引起系統(tǒng)輸出超調(diào)這一問題，設(shè)計(jì)一種新型滑模控制器，并將其用于三容水箱的液位控制系統(tǒng)中。該控制器的設(shè)計(jì)包括兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分：滑模面的定義及切換控制律的設(shè)計(jì)。對(duì)滑模面的定義，首先解釋了滑模面增益參數(shù)的選擇與產(chǎn)生輸出超調(diào)問題之間的關(guān)系，然后從積分飽和問題以及系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性出發(fā)，給出了避免輸出引發(fā)超調(diào)現(xiàn)象的解決方法；對(duì)切換控制律的設(shè)計(jì)，提出了一種新的控制律切換向量算法，該算法使得系統(tǒng)在避免產(chǎn)生強(qiáng)抖振的前提下快速收斂到滑模面。仿真實(shí)驗(yàn)表明提出方法能有效地避免輸出超調(diào)，并且很好地抑制了抖振的發(fā)生，有較好的應(yīng)用前景。

關(guān)　鍵　詞：滑模變結(jié)構(gòu)；極點(diǎn)配置；積分飽和；抖振；液位控制系統(tǒng)

１　引　言
滑模變結(jié)構(gòu)控制（ＳｌｉｄｉｎｇＭｏｄｅＣｏｎｔｒｏｌ，ＳＭＣ）作為一種非線性控制，因其內(nèi)在的對(duì)匹配干擾的絕對(duì)魯棒性，近年來成為控制理論界關(guān)注的焦點(diǎn)。滑模變結(jié)構(gòu)控制理論的突出優(yōu)點(diǎn)還有算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單易行且滑動(dòng)模態(tài)的動(dòng)態(tài)行為可以用降階的狀態(tài)表征［１�玻玻荩�滑模控制器的設(shè)計(jì)包括滑模面的設(shè)計(jì)以及滑動(dòng)模態(tài)控制律的設(shè)計(jì)，針對(duì)這２個(gè)獨(dú)立設(shè)計(jì)的部分，國(guó)內(nèi)外學(xué)者也提出了很多新的思想和方法［３�玻叮荨�極點(diǎn)配置方法是滑模面設(shè)計(jì)的常用方法之一，該方法充分利用了滑動(dòng)模態(tài)的動(dòng)態(tài)行為可以用降階的狀態(tài)表征這一優(yōu)勢(shì)，通過配置極點(diǎn)可以自由的選擇滑模面增益。眾所周知，若滑模控制器的到達(dá)條件沒有考慮到執(zhí)行器的限制問題，那么執(zhí)行器的限制問題會(huì)引發(fā)積分飽和現(xiàn)象［７］。然而，滑模面可調(diào)未知增益參數(shù)的選取也會(huì)引起積分飽和現(xiàn)象［８］。為解決這一問題，設(shè)計(jì)了一種可以削弱抖振現(xiàn)象的滑模控制器，并將其應(yīng)用在三容水箱液位控制系統(tǒng)中。

登錄網(wǎng)站后可下載文件