matlab代码实现滑模控制

资 源 简 介

matlab代码实现滑模控制

详 情 说 明

滑模控制是一种具有强鲁棒性的非线性控制方法，特别适用于存在模型不确定性和外部干扰的系统。在Matlab中实现滑模控制通常涉及两个关键部分：M文件编程和Simulink仿真，其中S函数用于构建自定义控制模块。

滑模控制的核心思想 滑模控制通过设计一个滑动模态超平面，使系统状态在有限时间内到达并保持在超平面上。其核心是切换控制律的设计，通常包含等效控制项（用于理想轨迹跟踪）和切换项（用于克服扰动）。

Matlab实现步骤 M文件编写：定义系统动力学模型、滑模面函数及控制律。常用符号运算（如`syms`）推导等效控制，并通过`ode45`等求解器验证闭环响应。 S函数模块：将控制算法封装为S函数（Level-1或Level-2），需重写`mdlDerivatives`和`mdlOutputs`方法，实现状态更新和控制输出。 Simulink集成：拖入S-Function模块并关联编写的`.m`文件，配合系统模型（如状态空间模块）搭建仿真框图。可加入饱和环节避免高频抖振。

参数调试技巧 滑模增益需权衡收敛速度与抖振幅度，可通过试错法或自适应策略调整。 使用连续化方法（如饱和函数代替符号函数）平滑控制信号，但会牺牲部分鲁棒性。

扩展思路 结合观测器（如高阶滑模观测器）估计未知扰动，进一步提升性能。 对比传统PID与滑模控制在突变扰动下的跟踪效果，突出后者的抗干扰优势。