离散变结构控制设计：新型趋近律与扰动预估器

"宋立忠, 陈少昌, 姚琼荟在《控制与决策》2003年第18卷第4期中发表的文章‘多输入不确定系统离散变结构控制设计’探讨了如何利用离散趋近律方法来设计变结构控制系统，以应对多输入系统中的不确定性因素。他们提出了一种新型的离散趋近律，这种趋近律能够在原点保持稳定并减少传统离散趋近律导致的振荡。同时，为了处理缓慢变化的外部干扰和参数扰动，设计了扰动预估器，该预估器具有高精度的估计性能。通过仿真验证了新设计方法的有效性。" 文章详细介绍了针对多输入系统的离散变结构控制设计问题。变结构控制是一种非线性控制策略，通过切换不同的控制律来实现系统性能的优化，特别适用于存在不确定性或模型不完全已知的情况。在离散时间域中，传统的趋近律可能会导致控制信号的快速振荡，即所谓的“抖振”现象，这会增加硬件的磨损和系统稳定性的问题。为了解决这个问题，作者提出了一种新的离散趋近律。这个新方法的一大优点是能够在系统的平衡点，即原点，保持稳定，同时有效地抑制了由于参数选择不当而引发的抖振问题。 不确定性是实际系统中常见的特征，包括外部干扰和参数摄动。为了增强系统的鲁棒性，即对这些不确定性因素的抵抗能力，作者设计了一个扰动预估器。扰动预估器的目标是对系统中不可预见的变化进行预测和补偿，从而提高系统的整体性能。特别是对于变化速率较慢的干扰和参数变化，提出的预估器表现出极高的估计精度，这对于维持系统的稳定性和控制质量至关重要。 仿真结果证明了这种方法的有效性，这通常涉及到模拟真实环境下的系统运行，并比较采用新方法前后的系统响应。通过对比分析，可以得出新设计的控制器在应对不确定性时表现出优越的性能，进一步确认了该方法在多输入不确定系统控制中的实用性。 这篇文章的研究为多输入系统提供了一种更优的离散变结构控制设计方案，不仅减少了抖振问题，还增强了系统对不确定性的鲁棒性。这一成果对于理论研究和实际应用都具有重要的价值，特别是在需要处理复杂不确定性的控制系统设计中。