東北石油大學本科生畢業(yè)設計（論文）

1、東北石油大學本科生畢業(yè)設計（論文）I摘要滑模變結構控制由前蘇聯(lián)學者Emlnv在上世紀五十年代提出后經(jīng)Uktni和llkis等人的進一步發(fā)展研究。由于它所具有的獨特的魯棒性以及對匹配不確定性和外部干擾的完全自適應性等特點到上世紀七十年代逐漸引起了西方學者的重視。目前滑模變結構控制理論已經(jīng)得到了充分的發(fā)展成為非線性控制理論的一個重要分支其所研究的對象涉及離散系統(tǒng)、分布參數(shù)系統(tǒng)、滯后系統(tǒng)等。然而滑模變結構控制帶來的高頻抖振是其應用到實際系統(tǒng)的

2、障礙。因此許多其它的先進控制技術如自適應控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制等也被綜合應用到滑模變結構控制系統(tǒng)設計中以解決滑模變結構控制系統(tǒng)的抖振同時還要盡量保持滑模變結構所具有的性能。倒立擺系統(tǒng)是一種非線性、高階次、多變量、快速和自然不穩(wěn)定的動態(tài)系統(tǒng)，是研究各種控制理論和方法的理想對象及典型試驗裝置。在控制過程中能有效地反映諸如可鎮(zhèn)定性、魯棒性、隨動性以及跟蹤等許多控制中的關鍵問題。因此，倒立擺機理的研究又具有重要的應用價值，成為控制理論中經(jīng)

3、久不衰的研究課題。本文以一階倒立擺系統(tǒng)為研究對象，研究其自適應滑?？刂撇呗?。主要完成了以下工作：(1)利用動力學方程建立一階倒立擺的數(shù)學模型，得出描述系統(tǒng)的微分方程。(2)基于滑模變結構控制設計一階倒立擺的滑?？刂破?，并對其進行了李雅普諾夫穩(wěn)定性分析。在MATLABSIMULINK環(huán)境下，針對控制器中符號函數(shù)和飽和函數(shù)兩種情況進行仿真分析。仿真表明，在控制器中加入飽和函數(shù)控制效果較好。(3)在MATLABSIMULINK環(huán)境下，進行了該

4、自適應滑?？刂破鞣抡嫜芯?。關鍵詞:滑動模態(tài)；變結構控制；倒立擺系統(tǒng)；李雅普諾夫函數(shù)東北石油大學本科生畢業(yè)設計（論文）1目錄第1章概述.........................................................11.1本文研究的背景及意義........................................11.2滑模變結構控制國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀.........................

5、.......21.3倒立擺控制的發(fā)展及研究現(xiàn)狀..................................61.3.1倒立擺控制的發(fā)展與研究現(xiàn)狀.............................61.3.2倒立擺的控制方法.......................................71.4本文主要工作.............................................7第2章數(shù)學

6、基礎和理論知識...........................................92.1倒立擺系統(tǒng)結構及工作原理....................................72.2倒立擺系統(tǒng)的平面分析........................................82.3倒立擺模型的數(shù)學建模.......................................12第3章基于上界的滑

7、模控制..........................................153.1滑模變結構理論的起源和背景.................................153.2滑模變結構控制系統(tǒng)的基本原理...............................173.2.1滑模變結構控制的基本概念..............................153.2.2滑動模態(tài)到達條件..........

8、............................163.2.3滑動滑模變結構控制系統(tǒng)的抖振問題......................163.2.4滑動模態(tài)的數(shù)學表達....................................193.2.5滑動模態(tài)的不變性......................................203.3滑?？刂破髟O計..............................

9、...............213.3.1系統(tǒng)描述..............................................193.3.2滑?？刂破髟O計........................................203.3.3穩(wěn)定性分析............................................203.3.4控制器改進..........................