文档介绍：,它主要用于处理建模的不精确性。滑模变结构控制器设计为解决建模不精确情况下保持系统稳定性和一致性提供了系统的方法。滑模变结构控制理论经历了50余年的发展过程,其发展过程大致分为四个阶段:1)1957-1962年,前苏联学者Utkin和Emelyanov研究了二阶系统的分区线性化相平面方法,继电器的滑模运动等,这蕴含着滑模变结构控制的概念;2)1962-1970年,此阶段开始针对高阶线性系统进行研究,但仍限于单输入输出系统;3)1970-1980年,此阶段得出滑模变结构控制对摄动及干扰具有不变性,并给出了充分必要条件;4)进入20世纪80年代,滑模变结构控制理论的研究进入了新阶段,以微分几何为主要工具的非线性控制思想推动了它的发展。在应用研究方面,滑模变结构控制已成功地应用于工业机械手、非完整移动机器人系统,水下航空器、电机系统、航天器控制、电力系统等。,考虑下列简单的二阶系统,设状态反馈为,其中的值可取为或,。当时,系统的微分方程为它是一个线性的二阶微分方程,其相应的特征方程为特征根则为这个结果表明,在的前提下,无论取何值,系统都存在右半平面的特征根,因而系统仍是不稳定的。即时,相当于负反馈。当0<<微分方程有一对不相等的正实根,相平面坐标原点是不稳定的节点。当>微分方程有一对共轭复特征值,其实部为正数,相平面坐标原点是不稳定的焦点。,系统的微分方程为其相应的特征方程为特征根则为即时,相当于正反馈,系统的特征值为实数且一正一负,相平面的原点是一个鞍点。:如果我们能有办法把这条可以收敛到原点的直线以外的所有状态都拉回到这条直线上,那么之后被控对象则可以沿这条直线收敛到原点。变结构控制就是要实现这样的目标。,对应这两种结构,系统均不稳定,仅在时有收敛到原点的相轨迹,即沿着这一结构的稳定特征向量方向的相轨线。如果我们将上述两种反馈方法按一定规律有机结合起来,则会产生相轨线的变化。选取系统按下列规律在稳定特征线及x=0上进行切换其中,则直线两侧的轨线都最终落在此直线并收敛到原点,因此相应的系统是渐进稳定的。上述切换线直接由系统的参数和切换参数决定,因而当参数未知或存在扰动时,这种参数方法就显得相当困难。为此,我们再考虑选取切换线为x=0及,)=0两侧的相轨线都引向切换线s=0。因此,状态轨线一旦到达此直线上,就沿着此直线收敛到原点,这种沿s=0滑动至原点的特殊运动称之为滑动模。直线s=0称之为切换线或切换流形(switchingmanifold),相应的函数称之为切换函数。在滑动模下,系统的运动规律由简单的微分方程来描述,其解为。显然,此时方程的阶数比原系统低,而且仅与参数c有关,即不受系统参数变化或干扰的影响,故此时系统具有很强的鲁棒性。