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)的滑動模態(tài)運(yùn)動系統(tǒng)的參數(shù)攝動、外界的擾動、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)、臺式倒立擺和機(jī)器人中的應(yīng)用。最后對滑模控制的發(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�？刂扑惴ù嬖诘膯栴} 10

　　1.3 本論文的研究意義及研究內(nèi)容 10

　　1.3.1 研究意義 10

　　1.3.2 研究內(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 滑動模態(tài)的數(shù)學(xué)描述 14

　　2.1.3 滑動模態(tài)的存在和到達(dá)條件 15

　　2.1.4 滑模控制系統(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�？刂� 24

　　3.6本章小結(jié) 28

　　4 臺車式倒立擺的滑�？刂� 29

　　4.1 引言 29

　　4.2臺車式倒立擺模型及其原理 29

　　4.2.1 臺式倒立擺模型 29

　　4.2.2臺車式倒立擺原理 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)器人滑模控制 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) 被控對象S函數(shù)：chap1plant.m 52

　　3) 作圖程序:chap1plot.m 55

　　2.臺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)被控對象S函數(shù)程序：chap5plant.m 61

　　3)作圖程序：chap5plot.m 62

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