改进离散趋近律提升不确定变结构控制系统稳定性

本文主要探讨了不确定离散变结构控制系统（UDVSCS）的设计问题，针对现有设计方法的局限性，特别是指数趋近律和变速趋近律在处理不确定性、稳定性和抖振方面的不足，作者提出了基于s型函数的改进趋近律。s型函数，因其连续性和可调节性，有助于增强系统性能，确保在趋近过程中系统状态能保持稳定的趋近特性，从而提高了系统状态的趋近速度和稳定性。 传统的指数趋近律对于不确定性具有一定的抵抗能力，但可能在接近目标时速度减缓，导致收敛过程较长，而变速趋近律虽然能调整收敛速率，但在实际应用中可能会增加设计复杂性，且可能出现抖振现象。s型函数作为一种非线性函数，其特性介于指数和线性之间，可以平滑地调整系统行为，使得系统在接近目标时既能保持较高的稳定性，又能快速减小误差，从而减少抖振。 通过该改进趋近律设计的变结构控制系统，相较于传统方法，表现出显著的优势。首先，它提升了系统的原点稳定性，即系统在零初始条件下能稳定工作；其次，它优化了系统平稳性，使整个收敛过程更为平滑，避免了剧烈的振荡；最后，由于s型函数的特性，设计过程更加直观且易于实现，有利于控制系统的实际应用。 文章通过数值仿真验证了这一新型趋近律设计的有效性和可行性，结果显示，所提出的控制策略在不确定的离散系统环境下，不仅提高了控制性能，而且简化了设计步骤，为变结构控制系统的实际应用提供了新的思路和方法。因此，这项研究对于提高离散变结构控制系统的控制精度和鲁棒性具有重要意义，为控制理论与应用领域开辟了新的研究方向。