对数型终端滑模在高阶ＳＩＳＯ非线性系统的应用

曹玲芝，李信波，娄飞鹏，李春文
郑州轻工业学院河南省信息化电器重点实验室，河南郑州

摘　　　要：以起重机升降系统位置控制为目标，针对起重机负载位置在有干扰条件下控制不精确的问题，采用对数型快速终端滑模来设计控制律。基于对数型快速终端滑模方法的良好特性，同时采用一种新的滑模面设计方法，将此对数型快速终端滑模方法引入到高阶单输入单输出非线性系统，并设计了一种新的滑模变结构控制律，使系统状态变量能以较快的速度在有限时间内收敛至平衡点。将此方法应用在起重机升降系统的位置控制中，通过Ｍａｔｌａｂ仿真实验表明，该算法不但能减小控制系统的稳态误差，还能减弱抖振，提高了起重机升降系统位置控制的精度。

关　键　词：终端滑模方法；非线性系统；起重机

１　引　言
在终端滑模控制中，系统状态在接近平衡状态时非线性滑动模态收敛速度比线性滑动模态慢，为减小系统在滑模面上到达平衡点的时间，文献［１］提出一种对数型快速终端滑模控制方法，使得系统状态在比快速终端滑模方法更短的时间内收敛至平衡点，同时文献［１］将这种方法应用在二阶非线性系统中，取得良好控制效果。若将此方法应用在起重机位置控制中，对控制系统稳态误差和抖振将起到改善作用，能提高起重机位置控制的精度。但起重机升降系统是高阶非线性系统，此方法不能直接应用于该系统中。文献［２］提出一种滑模面设计方法，可将终端滑模控制方法引进到高阶非线性系统中。故本文在对数型快速终端滑模方法的基础上，采用文献［２］提出的滑模面设计方法，将其推广到任意阶单输入单输出非线性系统中，并应用在起重机升降系统中的位置控制上，经Ｍａｔｌａｂ仿真实验，验证了其有效性。

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