基于快速输出采样反馈技术的无抖振离散滑模控制
许建强1,2, 王建军1, 陈树中2
(1.上海应用技术学院数理教学部,上海 200235)
(2.华东师范大学计算机系,上海 200062)
摘要: 针对一类单输入单输出的离散时间系统,提出了一种基于快速输出采样反馈技术(FOS)的无抖振滑模控制器.该控制策略避免了在控制器中采用切换模式,从而消除了切换面附近的抖振.理论分析和仿真结果表明该方法不仅能保证闭环系统的稳定性,而且能提高系统的稳态精度.
关键词: 离散时间系统;快速输出采样;滑模控制;抖振消除
1 引 言
收稿日期:2004-10-25
基金项目:上海市教委科技发展基金(06OZ026)
近年来,随着计算机技术的飞速发展和工业自动化等领域的实际需要,离散变结构控制系统的研究引起各国学者的重视[1—3].大多数变结构控制方法都是基于状态反馈控制的.但是,在许多实际情况中,量测系统的所有状态往往是不可能的.所以,当输出已知时,可以通过输出反馈来设计控制器[4]. Wenere在文[5]中采用快速输出采样(FOS)技术来实现输出反馈并指出基于FOS的输出反馈可以任意配置系统的极点从而保证闭环系统的稳定性.文[6]利用高为柄在文献[1]中提出的等式到达条件设计了一种基于FOS的输出反馈离散系统滑模控制器,并得到了与状态反馈相同的结果.但必须指出的是:高氏提出的离散趋近律有着不可忽视的缺点.系统受到趋近律的参数和采样周期的影响会出现抖振现象.为此,本文设计了一种新的基于FOS的无抖振滑模控制器.该控制策略避免了系统状态步步反向穿越切换面的抖振运动,从而消除了系统状态和控制的抖振现象,提高系统的稳态精度.
2 系统的描述
考虑如下形式的SISO离散时间系统:
3 快速输出采样技术(FOS)
快速输出采样是通过对输出信号采用多速率观测器来实现离散状态反馈的一种输出反馈方法[5].设输入信号在采样间隔τ内为常数,而输出信号则以1/Δ的采样率进行采样,其
作为比较,我们在图2中给出了利用文献[6]中的控制律得到的仿真结果,从图中可以看出采用本文提出的控制率不仅消除了系统状态和控制的抖振现象而且提高了系统的稳态精度.
6 结束语
针对一类单输入单输出离散时间系统,本文提出了一种基于快速输出采样技术的无抖振滑模控制器.该方法避免了系统状态和控制出现抖振现象.理论分析和仿真结果表明该控制策略不仅能保证闭环系统的稳定性,而且能提高系统的稳态精度.
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