蹺蹺板的模糊滑模控制系統(tǒng)設計
方程組(7)即為系統(tǒng)的非線性狀態(tài)方程表達式。本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/160913.htm
滑模變結構控制具有響應速度快、魯棒性強等優(yōu)點,被廣泛應用與非線性系統(tǒng)控制當中,但是滑模控制容易引起系統(tǒng)的抖振現(xiàn)象,導致系統(tǒng)的最終不穩(wěn)定。模糊滑??刂剖窃诓淮_定環(huán)境下,對于復雜對象進行有效控制的一種智能控制方法。它不依賴系統(tǒng)的模型,而且對干擾具有完全的魯棒性,同時保持了模糊控制和滑??刂频膬?yōu)點。模糊滑??刂频幕?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/設計">設計方法是在滑模控制系統(tǒng)的趨近階段通過模糊邏輯調(diào)節(jié)控制作用來補償未建模動力學的影響,其目的是提高控制系統(tǒng)的品質(zhì)、減少到達滑動面時間、降低抖振。文中利用模糊控制規(guī)則調(diào)整控制輸入量的大小,保證滑??刂频竭_條件得到滿足。模糊滑??刂圃砣鐖D1所示。
圖1模糊滑模控制原理圖
由圖可知,模糊滑模控制系統(tǒng)由三部分組成,即切換函數(shù)、模糊控制器、和被控對象。滑模函數(shù)的輸入為系統(tǒng)狀態(tài)變量,切換函數(shù)設計為s=C·X
(1)
模糊控制器的輸入為切換函數(shù)及其變化率,這樣可有效的減少模糊規(guī)則的數(shù)量,很好的解決高階系統(tǒng)多輸入中存在的規(guī)則爆炸問題。控制的變化量作為滑??刂破鞯妮敵?,可使模糊滑模控制成為無模型控制,依賴于被控對象的程度較小[7]。
根據(jù)模糊控制原理,定義模糊集,
其中PB,PM,PS,ZO,NS,NM,NB分別表示為正大,正中,正小,零,負小,負中,負大。在滿足不等式的條件下設計,所獲得的控制表如表1所示。使用的模糊規(guī)則是
表1模糊控制規(guī)則表
表中所有的控制規(guī)則是根據(jù)滿足這個達到滑模的充要條件所設計的[8],所以設計的模糊滑??刂葡到y(tǒng)是穩(wěn)定的。
4仿真研究
圖2 小車位置隨時間變化曲線
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