一类四阶非线性系统的滑模模糊控制
王玉鑫, 梅晓榕, 郭育生
(哈尔滨工业大学控制科学与工程系,黑龙江哈尔滨150001)
摘 要:针对一类非线性系统的稳定控制问题,提出了带有模糊状态观测器滑模模糊控制器的设计方法。对二阶非线性系统设计滑模模糊控制器,以滑模面作为模糊控制器的输入设计模糊控制规则;研究四阶非线性系统,将它分解成两个二阶子系统,设计两个子系统各自的滑模面;然后将一个子系统的控制目标嵌入到另一个子系统的控制目标中,用一个控制量使两个子系统同时向各自的滑模面趋近,使该四阶系统稳定。倒立摆的仿真结果表明,这种滑模模糊控制器对于参数变化和初始条件具有很强的鲁棒性。
关键词:模糊控制;滑模控制;模糊状态观测器
中图分类号: TP271文献标识码: A文章编号: 1007-449X(2006)02-0208-04
1 引 言
本文提出的模糊控制器适用于一类四阶非线性系统。首先针对二阶非线性系统,设计准滑模变结构控制器,设计了只有5条控制规则的模糊控制器。然后介绍模糊状态观测器的设计方法,设计了四阶非线性系统模糊滑模控制器。最后利用带有模糊状态观测器的滑模模糊控制器对倒立摆系统进行仿真,以验证该方法的有效性。
2 二阶系统的滑模控制
考虑如下二阶非线性系统:
7 结 语
本文首先针对二阶非线性系统设计了带有边界层厚度的滑模模糊控制器,并且采用模糊状态观测器重构了系统所有不可测状态,在此基础上针对四阶非线性系统设计了只采用5条模糊规则的滑模模糊控制器。对倒立摆的仿真结果表明,该滑模模糊控制器能够使倒立摆系统稳定,并对系统参数变化和初始条件具有很强的鲁棒性。
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