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XXXX 大学信息工程学院读书与争论报告课程名称：先进把握技术授课教师：XXX教授 专业：导航、制导与把握学号：XXXXXXXXX姓名：XXXXXX2023 年 1 月 1 日变构造把握读书与争论报告1 变构造把握简介1.1 变构造把握定义变构造把握(variable structure control) 本质上是一类特别的非线性把握，其非线性表现为把握的不连续性。这种把握策略与其他把握的不同之处在于系统的“构造”并不固定， 而是可以在动态过程中，依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， 迫使系统依据预定“滑动模态”的状态轨迹运动，所以又称变构造把握为滑模把握(sliding mode control), 滑动把握(sliding control)。变构造把握在运动把握系统中得到广泛应用， 目前在实际应用中主要涉及电机与电力系统把握、机器人把握、飞机把握、卫星姿势把握等。1.2 变构造把握的进展历史变构造把握的进展过程大致可以分为三个阶段。(1)1957-1970年1957年至1962年间是变构造把握争论的初级阶段。前苏联学者Utkin和Emelyanov在20世纪50年月提出了变构造把握的概念，其根本争论对象为二阶线性系统。60年月的学者开头对高阶线性系统进展争论，但照旧限于单输入单输出系统。主要争论了高阶线性系统在线性切换函数下把握受限与不受限及二次型切换函数的状况。(2)1970-1980年人们不再局限与标准空间中进展争论，开头在线性空间上争论变构造把握，争论对象扩大到了多输入多输出系统和非线性系统。特别是Utkin的专著华东模及其在变构造系统理论中的应用英文版发表以后，西方学者对变构造把握产生了极大的兴趣，在此期间取得了很多争论成果，但是此间的工作还主要停留在根本理论争论阶段。(3)1980年以后20世纪80年月以后随着计算机、大功率电子切换器件、机器人及电机等技术的飞速进展， 变构造把握理论和应用争论开头进入了一个的阶段。非线性把握思想极大的推动了变构造把握理论的进展，各种把握理论如自适应把握、模糊把握等先进把握技术也应用到变构造把握系统中；在应用争论方面主要局限在机器人、电机及航天器等对象，很多智能把握方法尚处在起步阶段。- 10 -1.3 变构造把握理论的争论方向随着越来越多的学者投身与变构造把握理论的争论和实践，变构造把握理论的争论方向也是越来越多，下面是目前变构造把握的主要争论方向， 变构造把握系统的颤震问题， 离散系统变构造把握，自适应变构造把握，非匹配不确定系统的变构造把握，时滞系统的变构造把握，非线性系统的变构造把握，Terminal变构造把握，全鲁棒变构造把握，滑模观测器的争论，神经变构造把握，模糊变构造把握，积分变构造把握等。2 变构造把握的根本原理2.1 变构造把握滑动模态存在的条件变构造把握系统的状态运动过程由三个阶段组成:(1)趋近态X0A (2)滑动模态(AO)(3) 稳态(O)s(X)=0表示的曲面叫做切换面。假设在切换面外运动的点都趋近于该面，运动点的这种状态称作趋近态X0A，运动点到达该面之后在并始终这个曲面上运动，就说运动点进入了滑动模态(AO)，最终运动点稳定在一点，则是运动点进入了稳态O。滑动模态存在的数学表达式:lim s 0 , lim s 0或ss 0;s0+s0滑动模态存在的充分条件，ss 0iiiu(t, X), s(t, X) 0其中常数 表示系统的运动点趋近切换面s=0的速率。小，趋近速度慢；大，则趋近速度快，引起的颤震也比较大。（2） 指数趋近率s =-sgn(s)-ks0，k0其中，s =-ks是指数趋近项，其解为s=s(0)ekt指数趋近中，趋近速度从一较大值逐步减小到零，不仅缩短了趋近时间，而其使运动点到达切换面的速度很小。为了保证快速趋近的同时减弱颤震，应在怎增大k的同时减小（3） 幂次趋近率s =-k|s|asgn(s)00 4一般趋近率s =-sgn(s)-f(s) 0假设一般趋近率假设表示为：s =-g(s)sgn(s)-f(s) 需要证明可达性，即在有限时间内到达切换面的时间是有限的。3.2.2 准滑动模态方法所谓准滑动模态，是指系统的运动轨迹被限制在抱负滑动模态的某一临域内的模态。这个临域称为滑动模态切换面的边界层。在边界层内，准滑动模态不要求满足滑动模态的存在条件，因此准滑动模态不要求在切换面上进展把握构造的切换。它可以是在边界层上进展构造变换的把握系统，也可以是根本不进展构造变换的连续状态反响把握系统。准滑动模态把握在实现上的这种差异使它从根本上避开或减弱了颤震。在连续系统中，常用的准滑动模态把握有以下两种方法：（1） 用饱和函数sat(s)代替抱负滑动模态中的符号函数sgn(s)1,s sat(s)= ks,|s| 1,s 0，k0),得到s = CX=CAX+CBU+Cf(t)= -sgn(s)-ks ,从而得出把握率U=-(CB)1(CAX +Cf(t) + ks + sgn(s) 。要想的到更好的把握效果，可以选取上面的从上面的几种改进方法中做相应的改进。完毕语：可以看出上面的改进想法都比较简洁，其中的几个改进方法在我查阅完论文后觉察别人都做过了。假设真的要提出自己对变构造把握局部内容的改进，还需要更多的时间深入理解变构造把握。参考文献1 刘金琨 滑模变构造把握MATLAB 仿真 清华大学出版社2 胡跃明 变构造把握理论与应用 科学出版社3 高为炳 变构造把握理论根底 中国科学技术出版社4 张翔，王德石，李景熹 滑模把握器趋近律仿真争论 微处理机 2023 年第 1 期5 刘伟，张茂青，王力，徐玲艳 变构造把握系统的抖振问题 江苏电器 2023 年第 5 期6 孙明轩 先进把握技术课程变构造把握讲义7 姚胜兴，彭楚武 基于比例切换变构造把握的倒立摆系统争论 武汉理工大学学报 2023 年4 月第 4 期第 29 卷
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