外文翻譯---使用滑動模式控制一類欠驅(qū)動機(jī)械系統(tǒng) 中文.doc

使用滑動模式控制一類欠驅(qū)動機(jī)械系統(tǒng)電機(jī)及電子學(xué)工程師聯(lián)合會會員：V.Sankaranarayanan,和ArunD.Mahindrakar,摘要：在本文中，我們提出了一種滑?？刂扑惴◤?qiáng)勁穩(wěn)定的欠驅(qū)動機(jī)械系統(tǒng)不屬于類線性可控性違反布羅克特的必要條件順利漸近穩(wěn)定的均衡，具有參數(shù)的不確定性。在確定系統(tǒng)類，是由幾個(gè)簡化的假設(shè)對動態(tài)結(jié)構(gòu)，特別是阻尼力假設(shè)為線性的速度。我們首先提出一個(gè)切換面設(shè)計(jì)這一類的系統(tǒng)，隨后，一切換算法在有限的時(shí)間內(nèi)達(dá)到這一表面采用常規(guī)和高階滑模模式控制器。該閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究有一個(gè)未定義的滑動功能的相對程度。該控制器增益控制器設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)穩(wěn)定的實(shí)際參數(shù)的不確定性。所提出的控制算法應(yīng)用于2基準(zhǔn)的問題：一個(gè)欠驅(qū)動移動機(jī)器人和水下車輛。仿真結(jié)果驗(yàn)證該方案。指數(shù)計(jì)算，移動機(jī)器人，非完整，滑模，欠驅(qū)動水下航行器（UUV的）。一，引言欠驅(qū)動機(jī)械系統(tǒng)的控制，少用系統(tǒng)比自由度控制輸入數(shù)字，已收到重視在過去數(shù)年。這是因?yàn)槔碚撎魬?zhàn)以及實(shí)用性。其中主機(jī)提出了控制方法，個(gè)人申請一些一般方法也被提出來這些系統(tǒng)的穩(wěn)定1-3。這些方法的使用被動技術(shù)，能源成型，并連續(xù)控制方法。一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問題是穩(wěn)定的系統(tǒng)是不可控的線性某一類而且違抗布羅克特的必要條件4。雖然分析存在分段或時(shí)間周期不斷反饋法可以漸近穩(wěn)定平衡，強(qiáng)勁的問題與有界控制器設(shè)計(jì)是兩個(gè)重要的問題仍然在這一領(lǐng)域的開放。在本文中，我們考慮的魯棒鎮(zhèn)定這種系統(tǒng)特別類。特別是，我們目前的設(shè)計(jì)為上述系統(tǒng)類滑?？刂破鳌；Ｊ囚敯艨刂破鞯脑O(shè)計(jì)方法和一已成功地應(yīng)用于欠驅(qū)動和非完整系統(tǒng)5-8。欠驅(qū)動系統(tǒng)的鎮(zhèn)定幾個(gè)根據(jù)本已經(jīng)解決某一類使用滑?？刂萍夹g(shù)（見，例如，非完整集成和擴(kuò)展版本9）。不過，據(jù)我們所知，沒有任何建設(shè)性的親投稿日期2008年3月11日，經(jīng)修訂的2008年7月1日和9月13，2008。首先公布2009年2月6日，4月公布的最新版本三，2009年。本文建議由副主編出版帕帕佐普洛斯與編輯閣下五荒井后，評論者的評價(jià)意見。公元Mahindrakar的工作表示支持該部科技，印度，根據(jù)研究資助ELE/07-08/153/DSTX/ARUD。五Sankaranarayanan與電氣和電子部門工程技術(shù)研究所，蒂魯吉拉伯利-620015，印度（電子郵件：）。公元Mahindrakar與電氣工程系，印度理工學(xué)院馬德拉斯，晨奈-600036，印度（電子郵箱：arun_dmiitm.ac.in）。對一個(gè)或更多的數(shù)字，這個(gè)文件是在網(wǎng)上提供顏色版本在。數(shù)字對象標(biāo)識符10.1109/TRO.2008.2012338cedure設(shè)計(jì)一個(gè)開關(guān)表面和滑模控制器這一類的系統(tǒng)。首先，我們提出一個(gè)綱要，設(shè)立了設(shè)計(jì)切換面一間普通的形式連接10和定義在切換面。三起案件被認(rèn)為是設(shè)計(jì)切換面。隨后，滑?？刂破髟O(shè)計(jì)提出要在有限時(shí)間內(nèi)到達(dá)切換面同時(shí)使用常規(guī)和高階滑模控制器。此外，切換算法還建議，如果到達(dá)切換面滑動功能的相對程度不明確。最后，我們目前的控制器增益的設(shè)計(jì)，使本系統(tǒng)穩(wěn)定具有參數(shù)的不確定性。該文件的其余部分組織如下。阿分類在滑模方面欠驅(qū)動機(jī)械系統(tǒng)載于第二節(jié)。在第三節(jié)，給出一個(gè)設(shè)計(jì)大綱為下一代，有限時(shí)間可達(dá)性的，有明確和滑動功能未定義的相對程度。在第四節(jié)和V，建議的方法是采用兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的例子：一個(gè)欠驅(qū)動移動機(jī)器人和水下機(jī)器人（UUV的），分別。模擬結(jié)果顯示在第六節(jié)，其次在第VII.We結(jié)論，首先是類的定義本文認(rèn)為在欠驅(qū)動機(jī)械系統(tǒng)。二一類欠驅(qū)動機(jī)械系統(tǒng)許多機(jī)械系統(tǒng)的動力學(xué)可以表示為D(q)q+C(q,q)=Fu(1)其中q=(q1,.,qp)是參數(shù)化的配置空間Q,D(q)IRpp是慣性矩陣C(q,q)IRp阻尼，科氏，剛度等uIRm是外部載體投入而FIRpm是相應(yīng)的輸入我們考慮這是一個(gè)欠驅(qū)動機(jī)械系統(tǒng)的特點(diǎn)是類如下1）D是對角矩陣的慣性和常數(shù)。2）向量c在（1）只取決于Q和進(jìn)一步，阻尼力量速度的線性關(guān)系。3）m0.這導(dǎo)致x1=等效動力學(xué)-Kx1，這是指數(shù)穩(wěn)定。但這一升選擇（1）在切換面的交點(diǎn)就是結(jié)果的（n-米）滑動面，而且，如果相應(yīng)的滑動函數(shù)是線性無關(guān)，那么他們不能達(dá)到有限一次使用米控制的投入。案例二：要克服保守的程序例1所述，我們提出一個(gè)升李雅普諾夫功能為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)（1）?？紤]下列候選人李雅普諾夫函數(shù)V：的IRN-米-紅外定義為五（X1的）=（1/2）？11，并進(jìn)一步建設(shè)升（1），使得五（X1的）0的O和進(jìn)一步，O是米路口滑動面。案例3：此案件涉及到升設(shè)計(jì)（1），其中的等效動態(tài)不李雅普諾夫穩(wěn)定相對于V（1）。在這種情況下，興建升（1），使得擁有同等動力弱的概念，如穩(wěn)定收斂到原點(diǎn)。乙有限時(shí)間可達(dá)性的開關(guān)表面一旦切換面的設(shè)計(jì)，控制的任務(wù)是減少到到達(dá)下一個(gè)定義在有限time.We有限時(shí)間切換面B有限時(shí)間可達(dá)性的開關(guān)表面一旦切換面的設(shè)計(jì)，控制的任務(wù)是減少到到達(dá)下一個(gè)定義在有限time.We有限時(shí)間切換面可達(dá)性13切換面。定義3.2：切換面O是說是有限時(shí)間如果到達(dá)的任何x(0)NIRn存在T0,)受理控制u:0,TIRm信息資源管理是為x(T)O.我們假設(shè)，設(shè)計(jì)過程中較早節(jié)概述假設(shè)存在m建立函數(shù)Sj(x)使得O=.mj=1(Sj(x)=0).該動態(tài)的簡單鑒別后，取得每個(gè)勻（我們鎮(zhèn)壓在X），時(shí)代的RJ的依賴，沿軌跡其中與到了定義良好的載體關(guān)聯(lián)度定義14，與Q（x）是在可逆，因此，對于所有的x的附近我們有選擇的P（x）的IRM取決于相對程度滑動功能。例如，如果向量關(guān)聯(lián)度為（1，2），當(dāng)時(shí)的P幾個(gè)可能的選擇（P(x)=P1(x)P2(x)_）為P2（X）是其中與在有限時(shí)間內(nèi)收斂性質(zhì)P1(x),P2(x)中可以找到15-17。如果rj1,則滑動面可以達(dá)到在有限時(shí)間內(nèi)使用高階從（7），它是明確的滑動面相應(yīng)的制度（5）有限時(shí)間到達(dá)。它是那么簡單設(shè)計(jì)的控制器O卜等該軌跡可以達(dá)到個(gè)人滑動面勻=0在有限的時(shí)間。一旦個(gè)別表面達(dá)到的運(yùn)動軌跡僅限于交換開關(guān)表面上的自澳連接和包含的起源，并進(jìn)一步控制器這樣，它呈現(xiàn)的滑動面有限時(shí)間穩(wěn)定，每個(gè)軌跡留在開關(guān)表面O（正不變）。C鎮(zhèn)定未定義的相對程度我們注意到，在審議這一文件系統(tǒng)，至少存在一個(gè)rj未定義一些j的這反映在可逆性財(cái)產(chǎn)損失上一個(gè)平衡點(diǎn)使得再定義和圖1插圖相對穩(wěn)定圖2移動機(jī)器人屆時(shí)，穩(wěn)定傳統(tǒng)觀念，如李雅普諾夫穩(wěn)定，不成立。這促使我們解決穩(wěn)定問題利用相對穩(wěn)定的概念18。定義3.3：考慮開放setD所示inFig。1，進(jìn)一步氙的