韌性滑動模式控制系統之設計

Abstract

滑動模式控制系統進入滑動模式的時候，具有不受參數變化及干擾影響的韌性；然而 ，一般傳統的設計法則並不能保證在整個時域嚮應裡，系統都能在滑動模式的狀態之 下。通常，反應初始的時候，系統並不能立即進入滑動模式的狀態，此時由於滑動模 式尚未產生，系統的嚮應是會受到參數變化以及干擾的影響；只有當其進入滑動模式 以後的嚮應，才不會受到參數變化及干擾的影響。是故，就整個時域嚮應來看，一般 傳統的滑動模式控制系統，仍然會受到參數變化以及干擾的影響，因此也就不具有完 成的韌性。 本論文即針對此一缺點，研擬出兩種新的設計方法，以更能夠得到具有完全韌性，完 全不受參數變化及干擾影響的滑重模式控制系統。這兩種設計方法分別為〈1〉 RSMC PAT 法與〈2〉RSMCCSS法。其中RSMCPAT 法乃是利用極點配置（Pole Assignment ） 的技巧，發展而得的一種系統性設計法則，然其缺點在於一般應用需要較大的控制輸 入信號。而RSMCCSS 法，則是一種兼取RSMCPAT 法與傳統設計方法之優點的折衷設計 方法，適當的設計，即可得到一反應速度快，且具完全韌性，又不需要大的控制軟信 號之良好控制系統。 論文中所提出的兩種新的設計方法乃是由一簡單的單輸入╱單輸出N 階的線性時變系 統推導而來，並可推廣應用於某一類之多輸入非線性時變系統。為了驗證這兩種方法 之可行性與優劣性，本文乃以一直流馬達位置控制系統為例，分別以各種方法進行控 制比較。最後，模擬結果驗證了這兩種設計方法的優越性與可行性。