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变结构控制

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变结构控制(Variable structure control、VSC)是一种不连续非线性控制,会用高频切换的方式来调整非线性系统动态。其状态反馈的控制律不是时间的连续函数,会在几个连续函数之间进行切换,因此控制器的结构会依其系统状态所在的位置以及其轨迹而不同。变结构控制会在一些平滑的控制律之间切换,而且可能是很高速的切换。变结构控制以及相关的滑动模式特式最早是由苏联的Emelyanov等研究者在1950年代初期所提出的[1]

变结构控制的主要控制模式是滑动模式控制(SMC),其优点有:

  • 受控体参数不确定性的敏感度低
  • 大幅缩减受控体动态建模的阶数
  • 有限时间内会收敛(因为非连续控制律的效果)

其缺点有:

  • 在实际系统上会有高频的切跳(chatter)。
  • 过度注重不确定量的影响

有关滑动模式控制的研究仍是目前控制理论研究的热门领域之一[2]

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参考资料

  1. ^ Emelyanov, S.V. (编). Variable Structure Control Systems. Moscow: Nauka. 1967. 
  2. ^ Edwards, Cristopher; Fossas Colet, Enric; Fridman, Leonid (编). Advances in Variable Structure and Sliding Mode Control. Lecture Notes in Control and Information Sciences. vol 334. Berlin: Springer-Verlag. 2006. ISBN 978-3-540-32800-1. 

延伸阅读