变结构控制
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变结构控制（Variable structure control、VSC）是一种不连续的非线性控制，会用高频切换的方式来调整非线性系统的动态。其状态反馈的控制律不是时间的连续函数，会在几个连续函数之间进行切换，因此控制器的结构会依其系统状态所在的位置以及其轨迹而不同。变结构控制会在一些平滑的控制律之间切换，而且可能是很高速的切换。变结构控制以及相关的滑动模式特式最早是由苏联的Emelyanov等研究者在1950年代初期所提出的[1]。
变结构控制的主要控制模式是滑动模式控制（SMC），其优点有：
- 对受控体参数不确定性的敏感度低
- 大幅缩减受控体动态建模的阶数
- 有限时间内会收敛（因为非连续控制律的效果）
其缺点有：
- 在实际系统上会有高频的切跳（chatter）。
- 过度注重不确定量的影响
有关滑动模式控制的研究仍是目前控制理论研究的热门领域之一[2]。
相关条目
- 变结构系统
- 滑动模式控制
- 混合系统
- 非线性控制
- 鲁棒控制
- 最优控制
- H桥：是由四个开关形成H形结构的技术，在只有单一电源的情形下，可以用H桥驱动马达（或是其他设备）正转或是反转，在滑动模式控制中常用在致动器上。
- 开关电源
- 切换式放大器：用切换模式控制来产生连续输出。
- ΔΣ调变：一种用在回授中的编码方式，将一个范围内的连续信号转换为在二个状态之间快速切换的信号（一种特别的滑动模式控制）
- 脉冲密度调变：将连续讯号转换为脉冲密度变化的调变方式。
- 脉冲宽度调变：将连续讯号转换为脉冲宽度变化的调变方式。
- 起停式控制
参考资料
- ^ Emelyanov, S.V. (编). Variable Structure Control Systems. Moscow: Nauka. 1967.
- ^ Edwards, Cristopher; Fossas Colet, Enric; Fridman, Leonid (编). Advances in Variable Structure and Sliding Mode Control. Lecture Notes in Control and Information Sciences. vol 334. Berlin: Springer-Verlag. 2006. ISBN 978-3-540-32800-1.
延伸阅读
- Hasan K. Khalil. Nonlinear Systems 3rd. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. 2002 [2018-10-27]. ISBN 0-13-067389-7. （原始内容存档于2017-07-25）.
- Utkin, V.I. Sliding Modes in Control and Optimization. Springer-Verlag. 1992. ISBN 978-0-387-53516-6.
- Zinober, A.S.I. (编). Deterministic control of uncertain systems. London: Peter Peregrinus Press. 1990. ISBN 978-0-86341-170-0.
- Zinober, Alan S.I. (编). Variable Structure and Lyapunov Control. London: Springer-Verlag. 1994. ISBN 978-3-540-19869-7. doi:10.1007/BFb0033675.