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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 数学 » 运筹学与控制论 » 滑模控制中抖振的危害怎么产生的？系统在一般情况下有高频动态吗？
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everfx

铜虫 (正式写手)

[求助] 滑模控制中抖振的危害怎么产生的？系统在一般情况下有高频动态吗？ 已有1人参与

滑模控制的最大缺点是抖振，那抖振危害是什么呢？我看文献上说，由于抖振的存在，会激发起系统中的高频为建模动态，从而导致控制系统崩溃。那么，如果在我们研究的系统中，确实没有高频动态，是不是说对这样的系统，滑模控制存在抖振就无所谓了。那么，到底存不存在没有高频动态的系统？如果存在了，这样的系统多吗？如果这样的系统很多，那还说滑模的抖振缺点又有什么实际意义呢？再说，对于我们研究的系统，我们怎么知道系统到底有没有高频未建模动态啊，如果真的有，请大家说说，我看很多文献也没提啊。如果不管研究的系统有没有高频未建模动态，我们都去考虑抖振，是不是过于保守了呢？再有,高频动态具体又是什么意思呢?
上面的是滑模控制问题，那么对于滑模观测器设计问题呢？我们知道，观测器是数学系统，里面肯定不存在未建模动态了，跟不用说存在高频未建模动态了。那么滑模观测器设计中，以及用观测器来对系统状态进行估计的整个过程中，还要不要考虑抖振的影响呢？
请对滑模控制有研究的虫子来解答，谢谢！

[ Last edited by everfx on 2013-11-13 at 22:17 ]
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1楼 2013-11-13 21:40:10
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liuchao0878

木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

sweety: 数学EPI+1, 鼓励耐心的解答，请继续回答楼主问题 2013-11-16 12:38:54
引用回帖:
3楼: Originally posted by everfx at 2013-11-14 10:12:50
谢谢你的见解，可以说下你的理解出自的期刊名文献或书籍吗，我想具体看下，好心里有谱啊，要不我对专家这么讲，感觉腰杆不硬，。
我现在手里的是Slotine的《应用非线性控制》，我感觉他自己都自相矛盾，前面说抖 ...

我不觉得这两个说法矛盾。
我们设计一个系统 ，建模时候，某些地方总是被忽略的，一般来讲，被忽略的这些地方就是高频或者低频。（比如利用傅里叶展开获得标称模型，就忽略了系统的高频特性）。
而滑模的高频抖动可能会激发这些高频动态（例如 共振等），造成系统结构破坏或者控制失稳。实际上，高频振动对传感器的影响也非常大。
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喵~
4楼2013-11-14 10:48:58
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liuchao0878

木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
everfx: 金币+5, ★有帮助 2013-11-14 10:24:43
系统本身没有高频抖动，但是加上滑模控制器以后，高频切换就容易引起系统高频抖动。
高频抖动在系统结构有影响，会对传感器造成影响，可能会激发系统未建模动态，引起失稳
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喵~
2楼2013-11-14 09:30:52
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everfx

铜虫 (正式写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by liuchao0878 at 2013-11-14 09:30:52
系统本身没有高频抖动，但是加上滑模控制器以后，高频切换就容易引起系统高频抖动。
高频抖动在系统结构有影响，会对传感器造成影响，可能会激发系统未建模动态，引起失稳

谢谢你的见解，可以说下你的理解出自的期刊名文献或书籍吗，我想具体看下，好心里有谱啊，要不我对专家这么讲，感觉腰杆不硬，。
我现在手里的是Slotine的《应用非线性控制》，我感觉他自己都自相矛盾，前面说抖振会激发未建模动态，也没说激发了会有什么危害。后面他又说抖振可能进一步激发在建模中被忽略的高频动态。所以我真被他搞糊涂了，我觉得他是自相矛盾，当然，也许是我没理解他的意思。原文如下，他的书第7章。
这个是第7章引言中的“Such performance, howerver, is obtainde at the price of extremely high control activity. This is typically at odds with the other source of modelling uncertainty, namely the presence of neglected dynamics, which the high control activity may excite.”
程代展翻译如下：然而，得到这样的性能是以极高的控制功率为代价的。其他的建模不确定性（如被忽略的动态），会因高控制功率而被激发。
后面他又自己否定自己了。
这个在7.1.2节上面。“chattering is undesirable in practice, since it involves high control activity and further may excite high-frequency dynamics neglected in the course of modelling(such as unmodeled structural modes, neglected time-delays, and so on).
程代展翻译如下：在实际中颤振是不希望的，因为它需要高的控制功率，并且可能进一步激发在建模中被忽略的高频动态（例如未建模的结果模态、被忽略的时滞等）

我反正感觉这2种表述是不一样的，前面的表述说被忽略的动态可能被激发，但没说激发了对系统有什么影响。 后面的说可能激发被忽略的高频动态。
显然后面的表述使得被激发的东西范围更小了，而且他明确这个高频动态是建模中忽略的。而且都是说“可能”激发，那这个“可能”性有多大呢？而且，他只说颤振是不希望的，但我们到底不希望颤振带来什么呢？当然，我感觉他的意思是激发了的高频动态会导致系统失稳甚至崩溃？可是，我的感觉对吗？
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3楼2013-11-14 10:12:50
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everfx

铜虫 (正式写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by liuchao0878 at 2013-11-14 10:48:58
我不觉得这两个说法矛盾。
我们设计一个系统 ，建模时候，某些地方总是被忽略的，一般来讲，被忽略的这些地方就是高频或者低频。（比如利用傅里叶展开获得标称模型，就忽略了系统的高频特性）。
而滑模的高频抖动 ...

我觉得至少是他前面说的太笼统了，未建模动态可以是高频动态，但不见得只是高频动态。当然，我这有“白马非马”的嫌疑，但白马真的不能代表“马”啊。那高频动态确实是某些系统中本来就有的了吧，只是没被建模，也没被外力所激活。那么，是不是也有很多系统本来就没有高频动态？
还有，我默认激发出高频未建模动态会有危害，那么激发其他未建模动态呢？是不是也有危害？还有，因为滑模是高频切换，是不是只能激发出高频未建模动态，高切换共振高频未建模动态？
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5楼2013-11-14 14:27:39
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