• 滑模变结构在智能控制曲线拟合

        滑模变结构控制作为一种特殊的鲁棒控制方法,在解决不确定非线性系统的控制问题上显示出了巨大的生命力。 

        滑模变结构控制系统的特征是具有一套反馈控制律和一个决策规则,该决策规则就是所谓的切换函数,将其作为输入来衡量当前系统的运动状态,并决定在该瞬间系统所应采取的反馈控制律,结果形成了变结构控制系统。该变结构系统由若干个子系统连接而成,每个子系统有其固定的控制结构且仅在特定的区域内起作用。引进这种变结构特性的优势之一是系统具有每一个结构有用的特性,并可进一步使系统具有单独每个结构都没有的新的特性,这种新的特性即是变结构系统的滑动模态。滑动模态的存在,使得系统在滑动模态下不仅保持对系统结构不确定性、参数不确定性以及外界干扰等不确定性因素的鲁棒性,而且可以获得较为满意的动态性能。迄今为止,变结构控制理论已经历了50年的发展历程,形成了自己的体系,成为自动控制系统中一种一般的设计方法。它适用的控制任务有镇定与运动跟踪等。
     
        曲线拟合的思想是选取滑模轨迹上的一些点即函数值,通过分析这些点找出输入和输出的函数关系,这个函数关系就是曲线拟合下的趋近律。步骤是:选取轨迹上的函数值,可以是不同的点,也可以是同一点出现多次,称为加权系数。如果要建立S和之间的关系,用插值法来实现。两者之间的函数关系是由选取的函数值或实验,往往会带有一定误差,插值法要求插值点的值和函数值相同,同时也将误差带到了整个函数中。如果选取的函数值越少,曲线拟合出的趋近律越离实际轨迹偏差较大;如果选取的函数值越多,拟合下的趋近律离实际轨迹偏差较小,但会使插值多项式的次数较高,给实际计算和分析带来很多麻烦,甚至会逼近拟合的效果。选择合适的数据拟合出的函数关系可以不止一个,或许多个,然后分别计算出各地的误差值,从中挑选一个误差较小的模型函数进行仿真。
     
        曲线拟合在线性系统和非线性系统都适用,针对滑模变结构控制,曲线拟合有很好的应用,但缺点是当滑模轨迹进行反向切换时不能连续,所以只能使用在趋近方向一致的某一区间段内。在整个滑模面上,曲线拟合使用的次数会很多,这样导致控制的过程很复杂,但是能够得到符合的控制要求,具有很好的鲁棒性。曲线拟合方法:在连续的轨迹上,选取3个以上的点进行插值计算。如果选取的点多,那么误差较小;选取的点少,误差较大,也是矛盾的统一体。