滑模变结构控制的概念
滑模变结构控制(Sliding Mode Variable Structure Control,简称SMVSC)利用控制作用的不连续特性,使系统在两个控制之间切换,从而产生一种与原系统无直接关系的新运动——滑动模态。 (西门子S7-1200系列PLC)
这种运动有两个主要的优点:
首先,可以通过选择适当的滑模面来实现系统的动力学特征,以满足闭环系统的性能指标;
其次,闭环系统的响应对满足匹配条件的不确定性完全不敏感。
这种不变性表明,滑模控制非常适合作为一种不确定系统的鲁棒控制器,目前,基于滑动模态的变结构控制理论在国际上受到了广泛重视。
滑模变结构控制系统的特征是具有一套反馈控制律和一个决策规则,该决策规则就是所谓的切换函数,将其作为输入来衡量当前系统的运动状态,并决定在该瞬间系统所应采取的反馈控制律,结果形成了变结构控制系统。该变结构系统由若干个子系统连接而成,每个子系统有其固定的控制结构且仅在特定的区域内起作用。引进这种变结构特性的优势之一是系统具有每一个结构有用的特性,并可进一步使系统具有单独每个结构都没有的新的特性,这种新的特性即是变结构系统的滑动模态。滑动模态的存在,使得系统在滑动模态下不仅保持对系统结构不确定性、参数不确定性以及外界干扰等不确定性因素的鲁棒性,而且可以获得较为满意的动态性能。