离散滑模控制的理想切换动态设计与实现
滑模控制系统所特有的滑动模态对系统动态特性的摄动和外部扰动具有完全的适应性，但离散滑模控制不能导致理想的滑动模态，系统只能收敛到滑模面的一个邻域内，且保持在邻域内运动。因此，刻划离散滑模控制系统的趋近过程和拟滑模运动是值得深入探讨的课题，另外，如何设计离散滑模控制器以保证系统对各种扰动的鲁棒性也有待深入研究。
本文采用理想切换动态方法，探讨不确定离散时间系统的滑模控制问题、分析闭环系统的稳定性与收敛性，完成的主要工作和取得的成果如下：
1．探讨基于理想切换动态的离散滑模控制器设计方法，通过对趋近律进行修正，在切换动态中嵌入扰动补偿措施，所设计的控制器能保证系统有限时间内收敛到拟滑模带，且一直保持在带内运动。
2．针对含有缓变干扰的不确定离散时间系统，采用指数趋近律构造理想切换动态，并基于理想切换动态设计离散滑模控制器。分别以绝对收敛层边界、拟滑模带边界和单调收敛层边界刻划闭环系统的趋近过程和拟滑模运动，给出三种边界的估计，并给出数值仿真结果予以验证。
3．针对含有周期扰动的不确定离散时间系统，提出一种新的离散趋近律-单位向量连续化趋近律。通过对指数趋近律中的单位向量函数进行连续化处理，消除系统颤振。采用该趋近律构造理想切换动态，用于设计离散滑模重复控制器。在保证闭环系统稳定的同时，有效地抑制周期扰动、改善控制品质。
4．在永磁同步直线电机平台上，分别完成定位控制和位置周期跟踪实验，对所设计的离散滑模控制方案进行实验验证。在实现定位控制时，所设计的离散滑模控制实现的定位精度达到光栅尺的分辨率精度；在实现位置周期跟踪时，分别采用离散滑模控制器和离散滑模重复控制器。实验结果表明，离散滑模重复控制能有效地抑制周期扰动。
离散滑模控制;永磁同步直线电机;数值仿真;扰动补偿
浙江工业大学
硕士
系统分析与集成
孙明轩
2010
中文
TM301.2;TM351
2011-08-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）