外文翻譯---使用滑動模式控制一類欠驅動機械系統(tǒng) 中文.doc

使用滑動模式控制一類欠驅動機械系統(tǒng)電機及電子學工程師聯(lián)合會會員：V.Sankaranarayanan,和ArunD.Mahindrakar,摘要：在本文中，我們提出了一種滑模控制算法強勁穩(wěn)定的欠驅動機械系統(tǒng)不屬于類線性可控性違反布羅克特的必要條件順利漸近穩(wěn)定的均衡，具有參數(shù)的不確定性。在確定系統(tǒng)類，是由幾個簡化的假設對動態(tài)結構，特別是阻尼力假設為線性的速度。我們首先提出一個切換面設計這一類的系統(tǒng)，隨后，一切換算法在有限的時間內達到這一表面采用常規(guī)和高階滑模模式控制器。該閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究有一個未定義的滑動功能的相對程度。該控制器增益控制器設計，使系統(tǒng)穩(wěn)定的實際參數(shù)的不確定性。所提出的控制算法應用于2基準的問題：一個欠驅動移動機器人和水下車輛。仿真結果驗證該方案。指數(shù)計算，移動機器人，非完整，滑模，欠驅動水下航行器（UUV的）。一，引言欠驅動機械系統(tǒng)的控制，少用系統(tǒng)比自由度控制輸入數(shù)字，已收到重視在過去數(shù)年。這是因為理論挑戰(zhàn)以及實用性。其中主機提出了控制方法，個人申請一些一般方法也被提出來這些系統(tǒng)的穩(wěn)定1-3。這些方法的使用被動技術，能源成型，并連續(xù)控制方法。一個具有挑戰(zhàn)性的問題是穩(wěn)定的系統(tǒng)是不可控的線性某一類而且違抗布羅克特的必要條件4。雖然分析存在分段或時間周期不斷反饋法可以漸近穩(wěn)定平衡，強勁的問題與有界控制器設計是兩個重要的問題仍然在這一領域的開放。在本文中，我們考慮的魯棒鎮(zhèn)定這種系統(tǒng)特別類。特別是，我們目前的設計為上述系統(tǒng)類滑?？刂破鳌；Ｊ囚敯艨刂破鞯脑O計方法和一已成功地應用于欠驅動和非完整系統(tǒng)5-8。欠驅動系統(tǒng)的鎮(zhèn)定幾個根據(jù)本已經(jīng)解決某一類使用滑?？刂萍夹g（見，例如，非完整集成和擴展版本9）。不過，據(jù)我們所知，沒有任何建設性的親投稿日期2008年3月11日，經(jīng)修訂的2008年7月1日和9月13，2008。首先公布2009年2月6日，4月公布的最新版本三，2009年。本文建議由副主編出版帕帕佐普洛斯與編輯閣下五荒井后，評論者的評價意見。公元Mahindrakar的工作表示支持該部科技，印度，根據(jù)研究資助ELE/07-08/153/DSTX/ARUD。五Sankaranarayanan與電氣和電子部門工程技術研究所，蒂魯吉拉伯利-620015，印度（電子郵件：）。公元Mahindrakar與電氣工程系，印度理工學院馬德拉斯，晨奈-600036，印度（電子郵箱：arun_dmiitm.ac.in）。對一個或更多的數(shù)字，這個文件是在網(wǎng)上提供顏色版本在。數(shù)字對象標識符10.1109/TRO.2008.2012338cedure設計一個開關表面和滑?？刂破鬟@一類的系統(tǒng)。首先，我們提出一個綱要，設立了設計切換面一間普通的形式連接10和定義在切換面。三起案件被認為是設計切換面。隨后，滑?？刂破髟O計提出要在有限時間內到達切換面同時使用常規(guī)和高階滑?？刂破?。此外，切換算法還建議，如果到達切換面滑動功能的相對程度不明確。最后，我們目前的控制器增益的設計，使本系統(tǒng)穩(wěn)定具有參數(shù)的不確定性。該文件的其余部分組織如下。阿分類在滑模方面欠驅動機械系統(tǒng)載于第二節(jié)。在第三節(jié)，給出一個設計大綱為下一代，有限時間可達性的，有明確和滑動功能未定義的相對程度。在第四節(jié)和V，建議的方法是采用兩個標準的例子：一個欠驅動移動機器人和水下機器人（UUV的），分別。模擬結果顯示在第六節(jié)，其次在第VII.We結論，首先是類的定義本文認為在欠驅動機械系統(tǒng)。二一類欠驅動機械系統(tǒng)許多機械系統(tǒng)的動力學可以表示為D(q)q+C(q,q)=Fu(1)其中q=(q1,.,qp)是參數(shù)化的配置空間Q,D(q)IRpp是慣性矩陣C(q,q)IRp阻尼，科氏，剛度等uIRm是外部載體投入而FIRpm是相應的輸入我們考慮這是一個欠驅動機械系統(tǒng)的特點是類如下1）D是對角矩陣的慣性和常數(shù)。2）向量c在（1）只取決于Q和進一步，阻尼力量速度的線性關系。3）m0.這導致x1=等效動力學-Kx1，這是指數(shù)穩(wěn)定。但這一升選擇（1）在切換面的交點就是結果的（n-米）滑動面，而且，如果相應的滑動函數(shù)是線性無關，那么他們不能達到有限一次使用米控制的投入。案例二：要克服保守的程序例1所述，我們提出一個升李雅普諾夫功能為基礎的設計（1）?？紤]下列候選人李雅普諾夫函數(shù)V：的IRN-米-紅外定義為五（X1的）=（1/2）？11，并進一步建設升（1），使得五（X1的）0的O和進一步，O是米路口滑動面。案例3：此案件涉及到升設計（1），其中的等效動態(tài)不李雅普諾夫穩(wěn)定相對于V（1）。在這種情況下，興建升（1），使得擁有同等動力弱的概念，如穩(wěn)定收斂到原點。乙有限時間可達性的開關表面一旦切換面的設計，控制的任務是減少到到達下一個定義在有限time.We有限時間切換面B有限時間可達性的開關表面一旦切換面的設計，控制的任務是減少到到達下一個定義在有限time.We有限時間切換面可達性13切換面。定義3.2：切換面O是說是有限時間如果到達的任何x(0)NIRn存在T0,)受理控制u:0,TIRm信息資源管理是為x(T)O.我們假設，設計過程中較早節(jié)概述假設存在m建立函數(shù)Sj(x)使得O=.mj=1(Sj(x)=0).該動態(tài)的簡單鑒別后，取得每個勻（我們鎮(zhèn)壓在X），時代的RJ的依賴，沿軌跡其中與到了定義良好的載體關聯(lián)度定義14，與Q（x）是在可逆，因此，對于所有的x的附近我們有選擇的P（x）的IRM取決于相對程度滑動功能。例如，如果向量關聯(lián)度為（1，2），當時的P幾個可能的選擇（P(x)=P1(x)P2(x)_）為P2（X）是其中與在有限時間內收斂性質P1(x),P2(x)中可以找到15-17。如果rj1,則滑動面可以達到在有限時間內使用高階從（7），它是明確的滑動面相應的制度（5）有限時間到達。它是那么簡單設計的控制器O卜等該軌跡可以達到個人滑動面勻=0在有限的時間。一旦個別表面達到的運動軌跡僅限于交換開關表面上的自澳連接和包含的起源，并進一步控制器這樣，它呈現(xiàn)的滑動面有限時間穩(wěn)定，每個軌跡留在開關表面O（正不變）。C鎮(zhèn)定未定義的相對程度我們注意到，在審議這一文件系統(tǒng)，至少存在一個rj未定義一些j的這反映在可逆性財產損失上一個平衡點使得再定義和圖1插圖相對穩(wěn)定圖2移動機器人屆時，穩(wěn)定傳統(tǒng)觀念，如李雅普諾夫穩(wěn)定，不成立。這促使我們解決穩(wěn)定問題利用相對穩(wěn)定的概念18。定義3.3：考慮開放setD所示inFig。1，進一步氙的