滑模變結(jié)構(gòu)控制的概念

滑模變結(jié)構(gòu)控制（Sliding Mode Variable Structure Control，簡(jiǎn)稱SMVSC）利用控制作用的不連續(xù)特性，使系統(tǒng)在兩個(gè)控制之間切換，從而產(chǎn)生一種與原系統(tǒng)無(wú)直接關(guān)系的新運(yùn)動(dòng)——滑動(dòng)模態(tài)。

這種運(yùn)動(dòng)有兩個(gè)主要的優(yōu)點(diǎn)：

首先，可以通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)幕Ｃ鎭?lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特征，以滿足閉環(huán)系統(tǒng)的性能指標(biāo)；

其次，閉環(huán)系統(tǒng)的響應(yīng)對(duì)滿足匹配條件的不確定性*不敏感。

這種不變性表明，滑模控制非常適合作為一種不確定系統(tǒng)的魯棒控制器，目前，基于滑動(dòng)模態(tài)的變結(jié)構(gòu)控制理論在上受到了廣泛重視。

然而，在實(shí)際控制系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)參數(shù)變化、外部擾動(dòng)以及檢測(cè)技術(shù)的限制等因素的影響，通常難以獲得控制對(duì)象模型，且匹配條件往往難以滿足，使得滑?？刂葡到y(tǒng)難以達(dá)到理想的品質(zhì)。越來(lái)越多的學(xué)者認(rèn)識(shí)到，一個(gè)系統(tǒng)僅僅考慮滑?？刂票旧淼脑O(shè)計(jì)是不夠的，必須針對(duì)不同的具體系統(tǒng)，借鑒其他控制理論的新進(jìn)展、新發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步擴(kuò)充與發(fā)展不確定系統(tǒng)的滑?？刂评碚?，這對(duì)滑模控制理論的實(shí)用化研究具有重大意義。

為此，出現(xiàn)了針對(duì)不確定系統(tǒng)的魯棒滑模變結(jié)構(gòu)控制、自適應(yīng)滑模變結(jié)構(gòu)控制等策略；以微分幾何為工具的基于輸入/狀態(tài)和輸入/輸出線性化的非線性滑模控制策略；考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器動(dòng)力學(xué)特性的高階滑動(dòng)模態(tài)控制策略；基于逐步修正算法的反步滑?？刂啤?/p>

滑模變結(jié)構(gòu)控制作為一種特殊的魯棒控制方法，在解決不確定非線性系統(tǒng)的控制問(wèn)題上顯示出了巨大的生命力。

　　變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的特征是具有一套反饋控制律和一個(gè)決策規(guī)則，該決策規(guī)則就是所謂的切換函數(shù)，將其作為輸入來(lái)衡量當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并決定在該瞬間系統(tǒng)所應(yīng)采取的反饋控制律，結(jié)果形成了變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)。該變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由若干個(gè)子系統(tǒng)連接而成，每個(gè)子系統(tǒng)有其固定的控制結(jié)構(gòu)且僅在特定的區(qū)域內(nèi)起作用。引進(jìn)這種變結(jié)構(gòu)特性的優(yōu)勢(shì)之一是系統(tǒng)具有每一個(gè)結(jié)構(gòu)有用的特性，并可進(jìn)一步使系統(tǒng)具有單獨(dú)每個(gè)結(jié)構(gòu)都沒(méi)有的新的特性，這種新的特性即是變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的滑動(dòng)模態(tài)?；瑒?dòng)模態(tài)的存在，使得系統(tǒng)在滑動(dòng)模態(tài)下不僅保持對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不確定性、參數(shù)不確定性以及外界干擾等不確定性因素的魯棒性，而且可以獲得較為滿意的動(dòng)態(tài)性能。迄今為止，變結(jié)構(gòu)控制理論已經(jīng)歷了50年的發(fā)展歷程，形成了自己的體系，成為自動(dòng)控制系統(tǒng)中一種一般的設(shè)計(jì)方法。它適用的控制任務(wù)有鎮(zhèn)定與運(yùn)動(dòng)跟蹤等。