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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 信息科学 » 控制工程 » 滑模变结构控制5个疑问
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shenguoyang

铜虫 (初入文坛)

[求助] 滑模变结构控制5个疑问已有3人参与

1.滑模控制为什么只有在滑动阶段有鲁棒性，而趋近段没有？
2.抖振是不是表现在控制输入的高频振荡，而执行器响应不了这高频，抖振还有哪些危害？
3.等效滑膜控制的控制输入分为等效控制和切换控制，我看书上切换控制是直接写出来的，根据ss‘<0
4.我现在要做的是机械手的控制，用滑模变结构做，用哪种滑模变结构做好点？
5、pid控制和滑膜控制相比，不需要模型，也有鲁棒性，有什么优势
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1楼2015-06-17 14:43:05
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

msz820110

铁虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

shenguoyang: 回帖置顶 2015-06-29 21:26:46
1.滑模控制为什么只有在滑动阶段有鲁棒性，而趋近段没有？
答：读书要仔细，高为炳书是说滑动阶段有完全鲁棒性。多“完全”二字，意思大不一样。趋近阶段也有鲁棒性，而没有完全鲁棒性。如果没有鲁棒性，根本不能收敛或稳定不是吗？

2.抖振是不是表现在控制输入的高频振荡，而执行器响应不了这高频，抖振还有哪些危害？
答：控制高频振荡是抖振，被控轨迹高频振荡难道不是抖振？执行器响应不了高频是问题，被控对象不平滑难道不是问题？试想你坐拖拉机不舒服，不就是因为抖来抖去嘛。

3.等效滑膜控制的控制输入分为等效控制和切换控制，我看书上切换控制是直接写出来的，根据ss‘<0
答：是滑模，不是滑膜。您打算学医呢。
ss‘<0是滑模面的到达条件。趋近律的选择就要满足该到达条件。熟悉了，直接写就是了。
ss‘<0的本质实际上仍然是李氏稳定性理论，是其在滑模领域的一种习惯表达。

4.我现在要做的是机械手的控制，用滑模变结构做，用哪种滑模变结构做好点？
答：滑模那么多，都不错。可以参考刘金琨的书或者那篇著名的综述，自己选。

5、pid控制和滑膜控制相比，不需要模型，也有鲁棒性，有什么优势
答：不需要模型，不精准（至少理论上不精确）。具有盲目性。但PID不需要模型，在工程中，精度要求不高、变化并不大的情况下，确实很好用。
而所有基于模型的方法，至少是基于不精确模型的方法，他的稳定性，鲁棒性都可以从理论上得到保证。这是PID办不到的。PID设计更多凭经验数据。可试想PID遭遇负载大突变的情况。
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8楼2015-06-29 08:48:18
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msz820110

铁虫 (小有名气)
这些书，这些论文，给出了一种选择，一种方法。大部分读者，天真地觉得必须这样选择，差一点都走火入魔，进了邪道。

那是因为他们读书没有动脑筋。只看结论，拿着用。不想想这些设计背后的原因。
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13楼2015-06-30 09:09:42
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msz820110

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
11楼: Originally posted by shenguoyang at 2015-06-29 21:24:33
我觉得绝对做不到，在滑动阶段只要s=0，时域的解跟模型参数无关，只与自己设定的c有关，而趋近段ss‘<0这个方程与模型有关，由于模型误差和干扰的存在就没有办法完全鲁棒。
求指导...

1. 为什么s=0阶段，就跟模型参数无关？具有完全鲁棒性？？先想想，别急。想想这个原理是什么。每个人都知道这个结论，但想清楚这个思路的很少。想清楚了，你会发现，滑模控制最重要的是思路，原则，什么滑模面，什么等效控制，什么趋近控制，你都可以随心所欲的选择，原来世界那么大，天高任鸟飞，你以前都被所谓的滑模书、滑模论文，这些框框条条限制得动都不能动。其实根本没有必要。
2. 趋近控制是什么？目的？可以怎么设计。小学生就经常被问：为什么。你到了院士阶段，也是这个方法，问自己为什么。这里趋近律这么设计得目的是为什么？我换一个趋近律行不行？好处是？缺点是？
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12楼2015-06-30 09:07:37
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Hongtan

木虫 (著名写手)
引用回帖:
6楼: Originally posted by shenguoyang at 2015-06-18 21:46:45
这样的话也就是说pid控制对模型的精度要求不高，控制精度也高，又有鲁棒性，那不是比滑膜控制更实用...

pid发不了文章，博士毕不了业，最后你会痛恨死pid的。所以pid适合硕士生玩。
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15楼2015-07-02 09:04:02
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msz820110

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
14楼: Originally posted by Hongtan at 2015-07-02 09:01:49
积分滑模，从初始状态开始，就保持在滑动面上，此时是不是可以呢？...

不是某种滑模可以，某种滑模不可以。而是：如果你能完全抵消不确定和外扰动，它就算具有完全鲁棒性。

你说的积分滑模，一开始就在滑模面上，但能在以后的时刻保持在滑模面上吗？表面上看，如果能，就具有完全鲁棒性。深层次想想，那怎么才能一直保持在滑模面上呢？那就要靠等效控制，将所有不确定和外干扰给抵消了，才能保持在上面。所以实际上，不是滑模种类的问题，仍然是是否可以精确抵消的问题。
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16楼2015-07-03 16:00:58
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Hongtan

木虫 (著名写手)
引用回帖:
16楼: Originally posted by msz820110 at 2015-07-03 16:00:58
不是某种滑模可以，某种滑模不可以。而是：如果你能完全抵消不确定和外扰动，它就算具有完全鲁棒性。

你说的积分滑模，一开始就在滑模面上，但能在以后的时刻保持在滑模面上吗？表面上看，如果能，就具有完全鲁 ...

正解，不过对不确定和干扰来说，它们不可能被抵消，只能被压制，这就是滑模控制器的作用。
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17楼2015-07-03 16:26:42
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DocBee

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
1.观察系统在滑动面上的方程，可以发现在滑动模态，系统方程与干扰无关，亦即此时系统对干扰有强鲁棒性。而在趋近段，无此性质，即存在干扰使得可达性不成立。
2.抖振及其产生的危害，任意一本滑模变结构的书籍均有介绍。
3.你的问题是？
4.不清楚。
5.你都说了，PID对模型的精确性要求不高，但滑模对模型还是有一定的要求的。
6.若ss'<0成立，实际上表明，最后一定会存在s=0. 这个就是滑模面。
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3楼2015-06-18 00:56:40
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msz820110

铁虫 (小有名气)
另：关于高为炳书所说完全鲁棒性，我很不赞同。尽管他是院士，但我认为

1. 这是一种极端情况下的理想性能。看高为炳书的推导，必须获得不确定或扰动的精确抵消，才能实现完全鲁棒性。但实际中，怎么可能获得精确估计？

2. 如果可以获得精确估计，那么完全鲁棒性也不是滑模独有的，而是任何一种控制方法都具备的性质。

欢迎大家讨论。
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9楼2015-06-29 08:51:58
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msz820110

铁虫 (小有名气)
留给楼主的思考题：

为什么说滑动阶段有完全鲁棒性，而趋近阶段没有？

如果要趋近阶段有完全鲁棒性，有办法吗？还是绝对做不到？为什么？
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10楼2015-06-29 08:58:47
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shenguoyang

铜虫 (初入文坛)
引用回帖:
10楼: Originally posted by msz820110 at 2015-06-29 08:58:47
留给楼主的思考题：

为什么说滑动阶段有完全鲁棒性，而趋近阶段没有？

如果要趋近阶段有完全鲁棒性，有办法吗？还是绝对做不到？为什么？

我觉得绝对做不到，在滑动阶段只要s=0，时域的解跟模型参数无关，只与自己设定的c有关，而趋近段ss‘<0这个方程与模型有关，由于模型误差和干扰的存在就没有办法完全鲁棒。
求指导
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11楼2015-06-29 21:24:33
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Hongtan

木虫 (著名写手)
引用回帖:
10楼: Originally posted by msz820110 at 2015-06-29 08:58:47
留给楼主的思考题：

为什么说滑动阶段有完全鲁棒性，而趋近阶段没有？

如果要趋近阶段有完全鲁棒性，有办法吗？还是绝对做不到？为什么？

积分滑模，从初始状态开始，就保持在滑动面上，此时是不是可以呢？
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14楼2015-07-02 09:01:49
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普通回帖

shenguoyang

铜虫 (初入文坛)
再加个问题
滑膜控制的3个条件中的前两个 即滑动模态存在和可达性   这两个条件只要满足ss'<0时，都满足了，对吧？
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2楼2015-06-17 15:31:45
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shenguoyang

铜虫 (初入文坛)
引用回帖:
3楼: Originally posted by DocBee at 2015-06-18 00:56:40
1.观察系统在滑动面上的方程，可以发现在滑动模态，系统方程与干扰无关，亦即此时系统对干扰有强鲁棒性。而在趋近段，无此性质，即存在干扰使得可达性不成立。
2.抖振及其产生的危害，任意一本滑模变结构的书籍均有 ...

第5问，pid为什么精度会不高呢，最后误差不是为0的吗，还是说轨迹动态的时候pid控制跟踪不上
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4楼2015-06-18 15:20:17
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DocBee

金虫 (小有名气)
引用回帖:
4楼: Originally posted by shenguoyang at 2015-06-18 15:20:17
第5问，pid为什么精度会不高呢，最后误差不是为0的吗，还是说轨迹动态的时候pid控制跟踪不上...

是对模型的精度要求不高。而不是控制精度不高。
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5楼2015-06-18 20:33:39
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shenguoyang

铜虫 (初入文坛)
引用回帖:
5楼: Originally posted by DocBee at 2015-06-18 20:33:39
是对模型的精度要求不高。而不是控制精度不高。...

这样的话也就是说pid控制对模型的精度要求不高，控制精度也高，又有鲁棒性，那不是比滑膜控制更实用
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6楼2015-06-18 21:46:45
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DocBee

金虫 (小有名气)
引用回帖:
6楼: Originally posted by shenguoyang at 2015-06-18 21:46:45
这样的话也就是说pid控制对模型的精度要求不高，控制精度也高，又有鲁棒性，那不是比滑膜控制更实用...

工程应用中，95%的控制都是PID控制。
但是PID的鲁棒性没有滑模控制强。
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7楼2015-06-19 15:01:48
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