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文档简介

变结构控制一个电机伺服控制系统，采用直流电机，忽略电枢电感，电流环和速度环为开环。其中为PWM功率放大器放大系数，R为电枢电阻，为电机力矩系数，为电压反馈系数，J为该框的转动惯量, 为转速，为指令信号，为控制输人。根据伺服系统的结构，其传递函数为：取状态变量为X1=，X2=位置状态方程可描述如下:其中，摩擦模型为Stribeck模型，其可以表示为： 当时，静摩擦为 当时，动摩擦为其中：为驱动力，为最大静摩擦力，为库仑摩擦力，为粘性摩擦力矩比例系数，为转动角速度，为非常小的正的常数。设计切换函数 采用指数趋近律 由系统状态方程可得到： 所以控制律为： 实际系统如下：R=7.77，Km=6Nm/A，Ce=1.2V/(rad/s)，J=0.6，Ku=11，Fe=15NM，FM=20NM，Kv=2NMs/rad，a1=1给点指令正旋信号采用simulink进行仿真，采用S函数描述被控对象和控制器，分别采用PID控制和变结构控制。结果如下所示： PID控制，位置跟踪有静差 变结构控制，位置跟踪稳定后静差消除 PID控制，速度跟踪存在死区 变结构控制，速度跟踪稳定后无死区PID控制下，摩擦力随速度增加而增加 变结构控制，最大静摩擦力不再变化 PID控制下，控制量变化缓慢 变结构控制，控制量发生切换 采用变结构后系统消除了由于摩擦引起的死区和静差，但是带来了控制量切换时候抖震问题，应加以消除。抖震问题的解决：由于采用了变结构控制，符号函数的引人带来了系统的抖震，需加以消除在程序中，用饱和函数替代理想继电型切换函数： 其中称为边界层，在边界层外，采用切换控制，在边界层之内，采用线性化反馈控制。 变结构控制，控制量发生切换 采用饱和函数，对抖震进行抑制if s0.2sats=1;elseif abs(s)=0.2sats=5*s;elseif s-0.2sats=-1; end slaw=-10*sats-10*s; %ut=J*R/(Ku*Km)*(c*de+ddr+eq*sats+k*s+Km*Ce/(J*R)*x2+Ff/J); ut1=J*
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