在系统控制过程中,控制器根据系统当时状态,以跃变方式有目的地不断变换,迫使系统按预定的“ 滑动模态 ” 的状态轨迹运动。变结构是通过切换函数实现的,特别要指出的是,通常要求切换面上存在滑动模态区,故变结构控制又常被称为滑动模态控制。设计变结构控制系统基本可分为两步[ 2 ]:
确定切换函数 S ( x)
即开关面,使它所确定的滑动模态渐近稳定且有良好的品质,开关面代表了系统的理想动态特性。
设计滑模控制器
设计滑模控制器,使到达条件得到满足,从而使趋近运动 (非滑动模态 )于有限时间到达开关面,并且在趋近的过程中快速、 抖振小。.
滑模控制器设计例子:滑模控制器的控制率对敏感性采用上限形式,当误差构成的状态S未趋向于0时,输出都是非常强的,足以忽略传递过程中系统的非线性,不确定等因素, 对过程中的参数不敏感,因为滑模是多维度状态构成,和PID单一线性制约不一样,滑模切换率和控制率可以很好调节瞬态的响应输出,过冲现象较少。
滑模控制(sliding mode control, SMC)也叫变结构控制,本质上是一类特殊的非线性控制,且非线性表现为控制的不连续性。这种控制策略与其他控制的不同之处在于系统的“结构”并不固定,而是可以在动态过程中,根据系统当前的状态(如偏差及其各阶导数等)有目的地不断变化,迫使系统按照预定“滑动模态”的状态轨迹运动。由于滑动模态可以进行设计且与对象参数及扰动无关,这就使得滑模控制具有快速响应、对应参数变化及扰动不灵敏、无需系统在线辨识、物理实现简单等优点。