變結構控制器的攝動補償器設計
時間:2009-04-02 20:16:37來源:hesp
導語:?許多控制系統對參數的變化和負載的攝動都很敏感。而采用變控制理論,有可能在沿開關曲面滑動的相平面中得到狀態軌跡,從而使系統對參數和攝動的響應保持恒定。
1 引言
許多控制系統對參數的變化和負載的攝動都很敏感。而采用變控制理論,有可能在沿開關曲面滑動的相平面中得到狀態軌跡,從而使系統對參數和攝動的響應保持恒定。然而在滑動狀態,開關面附近的軌跡會引起系統的高頻抖振。一個可行的補救辦法是,用適當的連續開關規律取代間斷的開關規律,從而使系統響應給定的精度范圍之內。
本文給出的攝動補償器可以減弱建模誤差和抖振對系統輸出的影響。文中提出了一個估算動態攝動信號的簡單而又新穎的方法,所確定的魯棒控制律能夠保證控制系統在限定的時間內到達滑動狀態。
[b]2 攝動補償
[/b] 研究如下參數不確定且存在外部攝動的系統:
[img=348,80]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/zdhjsyyy/2002-4/3-1.jpg[/img]
[font=宋體][img=360,231]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/zdhjsyyy/2002-4/3-2.jpg[/img][/font]
顯然,ΔU的作用是克服D(·)F(·)的影響。按照慣例,合適地選擇ΔU的幅值可以使系統對攝動獲得較好的魯棒性。值得注意的是,控制律(2)間斷地穿過滑動面,使控制信號產生抖振。本文研究目的,就是利用攝動補償減弱不希望的抖振。
實際上,在任何系統中對攝動的直接測量是很困難的。有些文獻中已經提出了一些估算或觀測系統的攝動的方法。在這些方法中,沒有一個是通過研究變結構系統的特點來達到這一目標的,而這正是本文的創新之處。
定理1:通過利用來自補償器的控制信號U,可使攝動對式(1)動力學的影響消失。
[img=357,160]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/zdhjsyyy/2002-4/4-1.jpg[/img]
將式(5)表示的補償器代入式(1),則從式(4)可得到動態攝動信號(6)。
3 變結構控制器
將補償信號反饋到控制系統的輸入端,使
[img=357,107]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/zdhjsyyy/2002-4/4-2.jpg[/img]
顯然,式(9)與系統的攝動無關。
定理2:如果采用式(10)所示變結構控制律,則補償后的系統(9)能夠得到所期望的滑動狀態
[img=357,288]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/zdhjsyyy/2002-4/4-3.jpg[/img]
系統到達瞬態響應由下式確定
[font=宋體][img=357,122]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/zdhjsyyy/2002-4/4-4.jpg[/img]
[img=345,256]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/zdhjsyyy/2002-4/4-5.jpg[/img][/font]
它表示在限定的時間內,V=0,即S=0,另外根據式(16),到達瞬態響應由式(14)確定。通過將式(9)的右半邊設定為零,可解得到達時間的上限tr,tr由式(12)給出。
從式(12)可以看出,tr最大值與e和λmin(K)成反比關系,適當地選擇是:取小的e和大的λmin(K),以使其迅速到達瞬態,同時又可減小抖振。一個極端的情況是選取e等于零,到達瞬態將減弱得近似于滑動族,使控制律式(10)連續地穿過滑動面,從而不會呈現任何抖振。
[b]4 結論
[/b] 本文提出了一個估算系統攝動信號的簡單方法,引入了正向補償,減弱了不希望再現的抖振。該補償器已經應用于某型艦炮模擬器的伺服系統中。結果表明,該方法具有較好的補償效果。
參考文獻
[1]林巖,等.低增益變結構模型參考自適應控制器設計[J].控制理論與應用,2001(6)
[2]于黎明,等.人機系統最優預見補償跟蹤控制研究[J].自動化學報,2001,(3)
[3]胡劍波,等.不匹配不確定性系統的近似變結構輸出跟蹤控制[J].控制與決策,2001,(1)
標簽:
中國傳動網版權與免責聲明:凡本網注明[來源:中國傳動網]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權均為中國傳動網(www.hysjfh.com)獨家所有。如需轉載請與0755-82949061聯系。任何媒體、網站或個人轉載使用時須注明來源“中國傳動網”,違反者本網將追究其法律責任。
本網轉載并注明其他來源的稿件,均來自互聯網或業內投稿人士,版權屬于原版權人。轉載請保留稿件來源及作者,禁止擅自篡改,違者自負版權法律責任。