准滑动模态控制matlab仿真实例
更新时间:2024-06-06 13:50:01 阅读量: 综合文库 文档下载
准滑动模态控制
2.8.1准滑动模态控制
在滑动模态控制系统中,如果控制结构的切换具有理想的开关特性,则能在切换面上形成理想的滑动模态,这是一种光滑的运动,渐进趋近于原点。但在实际工程中,由于存在时间上的延迟和空间上的滞后等原因,使得滑动模态呈抖振形式,在光滑的滑动上叠加了抖振。理想的滑动模态是不存在的,现实中的滑动模态控制均伴随有抖振,抖振问题是影响滑动模态看控制广泛应用的主要障碍。
所谓准滑动模态,是指系统的运动轨迹被限制在理想滑动模态的某一?领域内的模态。从相轨迹方面来说,具有理想滑动模态的控制是使一定范围内的状态点均被吸引至切换面。而准滑动模态控制则是使一定范围内的状态点均被吸引至切换面的某一?领域内,通常称此?领域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行控制结构的切换。它可以在边界层上进行结构变换的控制系统,也可以根本不进行结构变换的连续状态反馈控制系统。准滑动模态控制在实现上的这种差别,使它从根本上避免或削弱了抖振,从而在实际中得到了广泛的应用。
在连续系统中,常用的准滑动模态控制有以下两种方法: (1) 用饱和函数sat(s)代替理想滑动模态中的符号函数sgn(s)。
?1?sat(s)??ks
??1?s??s?? s???1k?? (2.46)
其中?称为“边界层”。饱和函数sat(s)如图2-26所示,饱和函数的本质为:在边界层外,采用切换控制;在边界之内,采用线性化反馈控制。 (2) 将继电特性连续化,用连续函数?(s)取代sgn(s)。 ?(s)?式中?是很小的正常数。 2.8.2 仿真实例
对象为二阶传递函数:
s (2.47)
s??b Gp(s)?2
s?as其中a?25,b?133。
将传递函数描述为位置状态方程的形式:
x??x??u
.?0其中????01?, ????a??0??b?。 ?? 设位置指令信号为r,则
s?c[r?(x1)?]dr?x(2)... . . .s?c[r?(x1)?]r?x(2?)slaw采用指数趋近律:
slaw???sgn(s)? ks?(2)??ax(2)?bu代入上式,得控制律为 将x... 1 u?[c(r?x(2))?r?slaw?ax(2)]
b 系统的初始状态为??0.50?。在仿真程序中,指令为正弦信号。M?1为指数趋近律,M?2为采用饱和函数的指数趋近律,M?3为采用继电特性的指数趋近律。取C??51?,??15,k?30,进行如下几种仿真: (1)采用指数趋近律。取M?1,正弦跟踪结果如图所示。
0.60.40.20r,yout-0.2-0.4-0.6-0.800.511.522.5time(s)33.544.55
正弦跟踪(M=1)
0.60.50.40.3error0.20.10-0.100.511.522.5time(s)33.544.55
误差曲线(M=1)
4321de0-1-2-3-0.100.10.2e0.30.40.50.6
相轨迹(M=1)
6543s210-100.511.522.5time(s)33.544.55
切换函数s(M=1)
1.61.41.210.80.60.40.20-0.2-0.400.511.522.5time(s)33.544.55u控制器输出(M=1)
(2)验证准滑动模态控制。M?2为采用饱和函数的方法,取??0.5,仿真结果如图所示。
0.60.40.20r,yout-0.2-0.4-0.6-0.800.511.522.5time(s)33.544.55
正弦信号跟踪(M=2)
0.60.50.40.3error0.20.10-0.100.511.522.5time(s)33.544.55
误差曲线(M=2)
4321de0-1-2-3-0.100.10.2e0.30.40.50.6
相轨迹(M=2)
6543s210-100.511.522.5time(s)33.544.55
切换函数s(M=2)
21.510.5u0-0.5-100.511.522.5time(s)33.544.55 控制器输出(M=2)
(3)M?3为采用继电特性的方法,取??0.05,仿真结果如图所示
0.60.40.20r,yout-0.2-0.4-0.6-0.800.511.522.5time(s)33.544.55
正弦信号跟踪(M=3)
0.60.50.40.3error0.20.10-0.100.511.522.5time(s)33.544.55
误差曲线(M=3)
4321de0-1-2-3-0.100.10.2e0.30.40.50.6
相轨迹(M=3)
6543s210-100.511.522.5time(s)33.544.55
切换函数s(M=3)
21.510.5u0-0.5-100.511.522.5time(s)33.544.55
控制器输出(M=3)
仿真程序如下:
(1) 主程序:figure2_8.m clear all; close all;
global a b c A F M ep k delta ts=0.001; T=5;
TimeSet=[0:ts:T]; c=5.0; para=[];
[t,x]=ode45('figure2_8eq',TimeSet,[-0.5 0],[],para); x1=x(:,1); x2=x(:,2);
r=A*sin(2*pi*F*t);
dr=A*2*pi*F*cos(2*pi*F*t);
ddr=-A*(2*pi*F)^2*sin(2*pi*F*t); s=c*(r-x(:,1))+dr-x(:,2); if M==1
slaw=-ep*sign(s)-k*s; %Exponential velocity trending law u=1/b*(c*(dr-x(2))+ddr-slaw+a*x(2));
elseif M==2 kk=1/delta;
for i=1:1:T/ts+1; if s(i)>delta sats(i)=1;
elseif abs(s(i))<=delta sats(i)=kk*s(i); elseif s(i)<-delta sats(i)=-1; end
slaw(i)=-ep*sats(i)-k*s(i);
u(i)=1/b*(c*(dr(i)-x2(i))+ddr(i)-slaw(i)+a*x2(i)); end elseif M==3
for i=1:1:T/ts+1;
ths(i)=s(i)/(abs(s(i))+delta); slaw(i)=-ep*ths(i)-k*s(i);
u(i)=1/b*(c*(dr(i)-x2(i))+ddr(i)-slaw(i)+a*x2(i)); end end
figure(1);
plot(t,r,'r',t,x(:,1),'b');
xlabel('time(s)'); ylabel('r,yout'); figure(2);
plot(t,r-x(:,1),'r');
xlabel('time(s)'); ylabel('error'); figure(3);
plot(r-x(:,1),dr-x(:,2),'r',r-x(:,1),-c*(r-x(:,1)),'b'); %draw line (s=0) xlabel('e'); ylabel('de'); figure(4); plot(t,s,'r');
xlabel('time(s)'); ylabel('s'); figure(5); plot(t,u,'r');
xlabel('time(s)'); ylabel('u'); (2)控制子程序:figure2_8eq.m
function dx=DynamicModel(t,x,flag,para) global a b c A F M ep k delta
a=25;b=133;
A=0.50;F=1.0;
r=A*sin(2*pi*F*t);
dr=A*2*pi*F*cos(2*pi*F*t);
ddr=-A*(2*pi*F)^2*sin(2*pi*F*t);
s=c*(r-x(1))+dr-x(2);
k=30;ep=15;
M=3; if M==1
slaw=-ep*sign(s)-k*s; %Exponential velocity trending law elseif M==2 %Saturated function delta=0.05; kk=1/delta; if s>delta sats=1;
elseif abs(s)<=delta sats=kk*s; elseif s<-delta sats=-1; end
slaw=-ep*sats-k*s; elseif M==3
delta=0.05;
ths=s/(abs(s)+delta); slaw=-ep*ths-k*s; end
u=1/b*(c*(dr-x(2))+ddr-slaw+a*x(2));
% State Equation dx=zeros(2,1); dx(1)=x(2);
dx(2)=-a*x(2)+b*u;
正在阅读:
准滑动模态控制matlab仿真实例06-06
英语六级高频词汇收集(临考必备)06-03
实施绩效考核提高行政效能的思考11-09
网上党课习题及答案08-15
2019-2025年中国保暖内衣行业市场发展模式调研研究报告(目录) - 图文12-28
关于俄罗斯方块的嵌入式设计报告12-22
新东方SAT写作讲义08-25
村景作文500字07-10
- 天大砼方案 - 图文
- 农业科技网络书屋能力提升_玉米错题选
- DNS习题
- 浅议检察官对罪犯谈话的技巧与效果
- 高考语文文言文翻译专题训练
- AB类学科竞赛目录(2015)
- 建筑面积计算新规定(2015最新)
- Revit2012初级工程师题集一
- 十三五项目米线可行性报告
- 2013体育学院党组织建设工作总结
- 2014Revit工程师题库
- 高中数学如何实施研究性学习
- 茶艺表演 中英互译
- 小学音乐湘文艺版 四年级下册 第十一课《(歌表演)脚印》优质课公
- 山西省农村合作经济承包合同管理条例
- 2015年镇江市中考化学一模试题参考答案及评分标准(定稿)
- 统计 题集
- 批评意见清单
- 8潞安集团蒲县黑龙关煤矿矿业公司2
- 鄂教版四年级语文上册复习精要(光谷四小)
- 模态
- 滑动
- 仿真
- 实例
- 控制
- matlab
- 试论《社会保险法》在实施过程中存在的主要问题和建议
- 郑州李楠《识字6》苏教版全国赛课特等奖教案完整版(每句话都有)
- 人员素质测评200题(含答案)
- 2018年高职会计大赛-基本技能竞赛环节样题
- 始发井主体结构施工监理细则 - 图文
- 2018-2024年中国剑杆织机市场竞争格局报告(目录) - 图文
- 使用Entity Framework 4进行代码优先开发
- 行政执法试题(单选题)
- (原创精品)高中历史必修三基础知识学习提纲(高中历史必修三学案)
- 石南小学教师信息技术应用能力提升工程实施方案
- 23.1 图形的旋转(1)导学案
- 第五部分 创伤
- 2014-2015学年高中英语同步精练:必修1 Unit 2 单元测
- 高坡隧道明挖段专项施工方案
- 工程项目管理作业参考答案
- 北京市某办公楼群体工程施工组织设计方案
- 郴州市城乡规划管理技术规定 - 图文
- 小企业会计习题集(B)
- 服装CAD课堂笔记
- 视频采集卡接口的分类