Combined Controller Design via Sliding－Mode and H Techniques Applied to Moving－Based Single Flexible Arm

Abstract

本篇論文結合H與順滑模態設計法提出一個改進的頻域補償順滑模態控制器。頻域補 償順滑模態控制器是透過補償器動態系統產生一組切換順滑平面來達到頻域補償的功 能。 補償器動態系統雖可由極點安排法（pole－placement）來設計，但卻難以看出頻域 補償的情形。本文藉由H控制器合成方式依成本函數（cost function）來調整權重函 數（weighting function）並據此看出補償和削減的頻域。此種控制器除了保有傳統 順滑模態控制器消除匹配性擾動的能力、當系統在切換順滑平面作理想滑動時消除非 匹配性擾動的能力及系統整體的逼近與順滑的條件亦在文中討論之。在受控系統選擇 上我們採用移動平台單軸撓性臂。除因這個系統在航太方面應用日廣，另外數學模型 上利用有限維度模型來合成適當控制器上其困難點就在未模型成份（unmodel part） 極多，再加入外界入的大振幅低頻優動─即平台移動對臂上撓性成分的影響，受控系 統非線性與不確定成份耦合就更複雜且難以控制。故使此系統作控制更能驗證控制器 的穩健性。文中亦對線性最佳化控制與增益調變可變結構控制器其方法和使用條件做 一簡略描述，再將這四種控制器應用於移動平台單軸撓性臂上。