Abstract
本文目的在於提出新的滑動模式控制器設計方法，以期改善傳統滑動模式控制器的性能強健性。由於在滑動模式下系統反應不易受到參數變動及外界干擾影響，本文所描述之設計方法也就希望能夠保證系統在整個反應過程中皆保有滑動模式。首先引進一種輔助程序，此種程序的狀態變數結合了物理系統的狀態變數而造出特定的切換函數。利用已知的系統起始狀態來設定輔助程序的狀態變數起始值，可使系統在開始反應時即進入滑動模式。再藉由可變結構的技巧，便可保證滑動模式存在於整個系統反應過程中。利用利用此種方式，本文介紹幾種實用的設計方法，包括：伺服系統中未知負載的線上鑑別，磁浮系統之滑動模式控制器，自組式模糊滑動模式控制器的設計，以及系統不確定性估測器的設計。此外，本文提出一種總體滑動模式控制(GSMC)，旨在描述一般性的架構，使全程反應皆存在著滑動模式。此類設計不同於傳統的滑動模式控制，是在滑動動態中加入強制函數，並且為確保全程滑動行為的存在及滑動動態的漸近穩定對於強制函數提出三個限制條件。基於此一般性的架構，本文同時處理控制量在有界時的非線性控制問題。為探究這些設計方法的可行性，本文將之驗證於實際系統，例如單軸磁浮系統，旋轉軸式機器臂，及無刷伺服馬達。實驗結果顯示，本文所提出之設計方法皆優於傳統的設計方法，而且其共同優點是使系統性能更具有強健性。