带有滑动模态的变结构控制叫做开关变结构控制或滑模控制。 通过开关的切换, 改变系统在状态空间的切换面S(x)=0两边的结构。开关切换的法则称为控制策略,它保证系统具有滑动模态。此时,分别把S=S(x)和S(x)=0称为切换函数和切换面。这时,滑动模态即指系统的运动点(状态变量)趋近于该区域时,就被“吸引”到该区域运动。系统在滑模区的运动称为“滑模运动” 。滑模运动具有一个性质,即:滑模运动与控制对象的参数变化和扰动无关,这正是滑模控制的特点所在。
设有一个系统:
其中,x、u、y 分别表示系统的状态变量、输入变量、输出变量, n、m、l 分别表示系统的状态变量的维数、输入变量的维数、输出变量的维数, R 表示实数域。
需要确定切换函数向量
(1)滑动模态存在,即式
(2)满足到达条件:切换面
(3)切换面是滑动模态区,且滑模运动渐近稳定,动态品质良好。
满足上面三个条件的控制叫做开关变结构控制。