滑模变结构控制在伺服系统中的应用研究

"这篇毕业论文主要探讨了基于滑模变结构控制理论在伺服系统速度和位置控制中的应用，尤其关注表面式永磁同步电机。滑模变结构控制因其鲁棒性和对外部干扰的低敏感性，在电机控制领域具有显著优势。论文主要研究内容包括全局快速终端滑模控制和基于反演法的动态面滑模控制，并通过Matlab仿真和实验验证了这些方法的有效性。" 论文首先介绍了滑模变结构控制的国内外研究背景和基本理论，这是整个研究的基础。滑模控制是一种非线性控制策略，它通过切换系统状态，使系统快速稳定到预设的滑动模态，从而实现对不确定性和干扰的抑制。 接着，论文深入研究了全局快速终端滑模控制，针对传统终端控制可能出现的控制器设计奇异性以及收敛速度慢的问题，提出了解决方案。利用饱和函数来减少由符号函数引起的抖动，同时采用积分滑模面以减小滑模控制的抖振现象，从而改进速度控制性能。 在位置控制方面，论文采用了基于反演法的动态面滑模控制。这种方法通过反演思想简化复杂系统的控制设计，并结合动态面控制，有效解决了反演过程中微分项膨胀的问题，使得控制器的设计和参数选择更加简洁和实用。 通过与传统的PID控制进行比较，Matlab仿真实验显示滑模控制在鲁棒性、抗干扰性、响应时间和恢复速度上都有更优的表现。这进一步证实了滑模变结构控制在伺服电机控制中的优越性。 最后，论文通过实际实验验证了所提出的理论和控制策略的正确性和实用性，这不仅为伺服系统的控制提供了新的思路，也为未来相关领域的研究奠定了基础。关键词涵盖了永磁同步电机、滑模变结构控制、快速终端滑模以及反演快速滑模控制等领域。