一种基于比例切换的滑模控制器.pdf

2009年第8期 东北电力技术 一 种基于比例切换的滑模控制器 SlipControllerBasedonProportionSwitching 黄 洋 (东北电力科学研究院有限公司，辽宁 沈阳 110006) 摘要：针对火电厂循环流化床锅炉主汽压力被控对象的大迟延 、模型不确定性 ，提出一种改进的基于比例切换的滑模控制 器。仿真结果表明，该系统能很好地克服机组工况变化对系统的扰动，达到循环流化床锅炉主汽压力的控制要求，体现了 滑模控制系统在控制品质 、鲁棒性方面所特有的优越性。 关键词：滑模控制；比例切换控制；无差调节；主汽压力控制 [中图分类号】TK223．74；TK325 [文献标识码】B 【文章编号]1004-7913(2009)08—0029一o2 热工过程控制中，循环流化床锅炉的主汽压力 71,)为系统状态及其各阶导数，选取常数 c，使得 控制是重点和难点。其控制对象不仅具有较大的迟 多项式P +Cn-1P +…+c2P+c1为Hurwitz稳 延，而且模型不确定，机组工况变化时，调节通道 定，P为Laplace算子。 的纯迟延也会随之改变。纯迟延的存在使系统的稳 文献 [1]中给出了以下几种常规滑模变结构 定性和控制品质明显下降，在模型摄动时，情况会 控制律的设计方法。 更严重。传统的PID控制是一种固定参数控制，难 a． 常值切换控制律 以同时使稳定性和控制品质都取得 良好的效果。而 11,=u0sgn (s()) (1) SMITH预估控制虽然可以解决纯延迟问题，但前 。 为常数，sgn为符号函数， 提是依赖于精确的对象模型，当没有精确的模型 f1 0 时，SMITH预估控制也不能完全补偿纯迟延。对 sgn ()=20 =0 于这样的被控对象，用常规的控制方式很难取得满 【一1 0 意的效果。因此，有必要研究使用新的控制策略。 b． 基于等效控制的切换控制律 1 常规滑模变结构控制律 2／,= +U0sgn (s()) (2) 滑模变结构控制是变结构控制系统的一种控制 其中：u =一 [cb]～cAx。 策略。这种控制策略与常规控制的根本区别在于控 C． 比例切换控制律 制的不连续性 (一种使系统结构随时间变化的开 = ． Ji}I l．sgn s()) (3) 关特性)。该控制特性可以迫使系统在一定特性下 式 (1)～式 (3)的控制输出都包含有符号 沿规定的状态轨迹作小幅度、高频率的上下运动 函数 sgn ()。因为符号函数的输出是离散数值 (滑模运动)。这种滑动模态是可以设计的，且与 {一l，0，+1}，很显然式 (1)和式 (2)的输出 系统的参数摄动及外扰动无关，使处于滑模运动的 也必然是离散的。在主汽压力控制系统中，离散的