球杆系统基于二阶滑模的分级滑模控制

作者：于涛; 王益博; 杨昆; 赵伟

来源：中国测试, 2019, (11): 114-119.

• 球杆系统
• 分级滑模控制
• 二阶滑模
• 连续控制律 ball and beam system
• hierarchical sliding mode control
• second order sliding mode
• continuous control law

为解决球杆系统的稳定控制问题,提出一种基于二阶滑模的分级滑模控制方法。与基于传统滑模的分级滑模控制方法相比,该文方法能够应用连续、无抖振的分级滑模控制器实现球杆系统的有效控制。分别定义刚性球和连杆两个子系统的第一级滑动变量,然后采用两者的线性组合来构造第二级滑动变量。所提出的分级滑模控制律包含第二级滑动面的等效控制律和一个待确定的切换控制律。基于球杆系统的动力学模型推得控制器的等效控制律,然后借助状态反馈和二阶滑模控制算法得出控制器的切换控制律。在该文控制器作用下球杆系统能够快速、准确地收敛至期望的平衡点,仿真实验结果表明该文方法的有效性和该文控制器的鲁棒性。

• 单位
  自动化学院; 辽宁工业大学; 北京印刷学院