滑模变结构的设计步骤：
在系统控制过程中,控制器根据系统当时状态,以跃变方式有目的地不断变换,迫使系统按预定的“ 滑动模态 ” 的状态轨迹运动。变结构是通过切换函数实现的,特别要指出的是,通常要求切换面上存在滑动模态区,故变结构控制又常被称为滑动模态控制。设计变结构控制系统基本可分为两步[ 2 ]:
(1)确定切换函数 S (x) 即开关面,使它所确定的滑动模态渐近稳定且有良好的品质,开关面代表了系统的理想动态特性。
(2)设计滑模控制器 设计滑模控制器,使到达条件得到满足,从而使趋近运动 (非滑动模态)于有限时间到达开关面,并且在趋近的过程中快速、抖振小。
滑模是模板缓慢移动结构成型，一般是固定尺寸的定型模板，由牵引设备牵引。滑模工程技术是我国现浇混凝土结构工程施工中机械化程度高、施工速度快、现场场地占用少、结构整体性强、抗震性能好、安全作业有保障、环境与经济综合效益显著的一种施工技术，通常简称为“滑模”。
但滑模不仅包含普通或专用等工具式模板，还包括动力滑升设备和配套施工工艺等综合技术，目前主要以液压千斤顶为滑升动力，在成组千斤顶的同步作用下，带动1米多高的工具式模板或滑框沿着刚成型的混凝土表面或模板表面滑动，混凝土由模板的上口分层向套槽内浇灌，每层一般不超过750px厚，当模板内最下层的混凝土达到一定强度后，模板套槽依靠提升机具的作用，沿着已浇灌的混凝土表面滑动或是滑框沿着模板外表面滑动，向上再滑动约750px左右，这样如此连续循环作业，直到达到设计高度，完成整个施工。滑模施工技术作为一种现代（钢筋）混凝土工程结构高效率的快速机械施工方式，在土木建筑工程各行各业中，都有广泛的应用。只要这些混凝土结构在某个方向是边界不变化的规则几何截面，便可采用滑模技术进行快速、高效率的施工制作或生产。在各种规则几何截面的混凝土结构上，滑模技术显示出无穷的威力。混凝土结构的施工经济性和安全性大大提高，施工制作效率成倍增加。
1
．滑模施工设计时，必须注意施工过程中结构的稳定和安全。
2
．滑模施工工程操作人员的上下，应设置可靠楼梯或在建筑物内及时安装楼梯。
3
．采用降模法施工现浇楼板时，各吊点应加设保险钢丝绳。
4
．
滑模施工中，
应严格按施工组织设计要求分散堆载，
平台不得超载且不应出现不
均匀堆载的现象。
5
．施工人员必须服从统一指挥，不得擅自操作液压设备和机械设备。
6
．滑模施工场地应有足够的照明，操作平台上的照明采用
36V
低压电灯。
7
．凡患有高血压、心脏病及医生认为不适于高空作业者，不得参加滑模施工。
8
．应遵守施工安全操作规程有关规定。
9
．
滑模平台在提升前应对全部设备装置进行检查，
调试妥善后方可使用，
重点放在
检查平台的装配、节点、电气及液压系统。
10
．平台内，外吊脚手架使用前，应一律安装好轻质牢固的安全网，并将安全网靠
紧筒壁，经验收后方可使用。
11
．为了防止高空物体坠落伤人．筒身内底部，一般在
2.5m
高处搭设保护棚，应十
分坚固可靠，并在上部辅一层
6
～
8mm
钢板防护。
12
．避雷设备应有接地线装置，平台上振动器、电机等应接地。
13
．通讯除电铃和信号灯外，还应装备步话机。
14
．滑升模板在施工前，技术部门必须做好确实可行的施工方案及流移示意，操作
人员必须严格遵照执行。
15
．滑模在提升时，应统一指挥，并有专人负责量测千斤顶，升高时出现不正常情
况时，应立即停止滑升，再找出原因，并制定相应措施后方准继续滑升。
滑模变结构控制是根据系统所期望的动态特性来设计系统的切换超平面，通过滑动模态控制器使系统状态从超平面之外向切换超平面收束。系统一旦到达切换超平面，控制作用将保证系统沿切换超平面到达系统原点，这一沿切换超平面向原点滑动的过程称为滑模控制。由于系统的特性和参数只取决于设计的切换超平面而与外界干扰没有关系，所以滑模变结构控制具有很强的鲁棒性。超平面的设计方法有极点配置，特征向量配置设计法，最优化设计方法等，所设计的切换超平面需满足达到条件，即系统在滑模平面后将保持在该平面的条件。控制器的设计有固定顺序控制器设计、自由顺序控制器设计和最终滑动控制器设计等设计方法[1]。现在以N维状态空间模型为例，采用极点配置方法得到M(N<M)维切换超平面，控制器采用固定顺序控制器的设计方式，首先控制器控制任意点到Q1超平面（M维）形成M-1阶滑动模态，系统到达Q1超平面后由于该平面的达到条件而保持在该超平面上所以后面的超平面将是该超平面的子集；然后控制器采用Q1对应的控制规则驱动到Q1与Q2交接的Q12平面（M-1维）得到M-2滑动模态，然后在Q12对应的控制规则驱动下到Q12与Q3交接的Q123平面（M-2维），依次到Q123..m平面，得到最终的滑模，系统在将在达到条件下保持在该平面，使系统得到期望的性能。
滑模控制的优点是能够克服系统的不确定性, 对干扰和未建模动态具有很强的鲁棒性, 尤其是对非线性系统的控制具有良好的控制效果。。由于变结构控制系统算法简单 , 响应速度快 , 对外界噪声干扰和参数摄动具有鲁棒性，在机器人控制领域得到了广泛的应用 , 也有学者将滑模变结构方法应用于空间机器人控制。变结构控制作为非线性控制的重要方法近年来得到了广泛深入的研究 ,其中一个重要的研究分支是抑制切换振颤 ,这方面已取得了不小的进展，提出了等效控制、 切换控制与模糊控制的组合模糊调整控制方法,其中等效控制用来配置极点 ,切换控制用来保证不确定外扰存在下的到达过程 ,模糊调整控制则用来提高控制性能并减少振颤.研究了一类非线性系统的模糊滑模变结构控制方法 ,设计了滑模控制器和 PI控制器的组合模糊逻辑控制器,充分发挥了各控制器的优点.提出了基于有限时间机理的快速 Terminal 滑模控制方法并给出了与普通 Terminal 滑模控制性能的比较.设计了针对参数不确定与外干扰的非奇异 Teminal 滑模控制方法 ,并提出了分等级控制结构以简化控制器设计.上述这些方法在实际系统中虽然得到了有效应用，但无论是自适应滑模控制还是模糊神经网络控制 ,均增加了系统复杂性与物理实现难度.显然,寻找具有良好效能并易于实现的控制
方法具有重要意义.
近年来 ,滑模变结构方法因其所具有的优良特性而受到越来越多的重视.该方法通过自行设计所需的滑模面和等效控制律 ,能快速响应输入的变换 ,而对参数变换和扰动不敏感 ,具有很好的鲁棒性 ,且物理制作简单.但大多数采用滑模变结构方法的控制系统没采用联合滑模观测和滑模控制的思想进行鲁棒方案的设计。,滑模变结构控制逐渐引起了学者们的重视,其最大优点是滑动模态对加在系统上的干扰和系统的摄动具有完全的自适应性,而且系统状态一旦进入滑模运动,便快速地收敛到控制目标,为时滞系统、 不确定性系统的鲁棒性设计提供了一种有效途径，但其最大的问题是系统控制器的输出具有抖动。
在系统控制过程中,控制器根据系统当时状态,以跃变方式有目的地不断变换,迫使系统按预定的“ 滑动模态 ” 的状态轨迹运动。变结构是通过切换函数实现的,特别要指出的是,通常要求切换面上存在滑动模态区,故变结构控制又常被称为滑动模态控制。设计变结构控制系统基本可分为两步[ 2 ]
:(1)确定切换函数 S ( x) ,即开关面,使它所确定的滑动模态渐近稳定且有良好的品质,开关面代表了系统的理想动态特性。
(2)设计滑模控制器,使到达条件得到满足,从而使趋近运动 (非滑动模态 )于有限时间到达开关面,并且在趋近的过程中快速、 抖振小。.
,在普通的滑模控制中 ,通常选择一个线性的滑动超平面 ,使系统到达滑动模态后 ,跟踪误差渐进地收敛为零 ,并且收敛的速度可以通过选择滑模面参数矩阵来调节。但理论上讲 ,无论如何状态跟踪误差都不会在有限的时间内收敛为零。Ter minal滑模控制是通过设计一种动态非线性滑模面方程实现的 ,即在保证滑模控制稳定性的基础上 ,使系统状态在指定的有限时间内达到对期望状态的完全跟踪。将动态非线性滑模面方程设计为 s = x2 +βxq/ p1 。但该控制方法由于非线性函数的引入使得控制器在实际工程中实现困难,而且如果参数选取不当 ,还会出现奇异问题。对一个二阶系统给出了相应的 Terminal滑面 ,滑模面的导数是不连续的 ,不适用于高阶系统。庄开宇等设计了一种用于高阶非线性系统的 Terminal滑面 ,克服了中的滑模面导数不连续的缺点 ,并消除了滑模控制的到达阶段 ,确保了系统的全局鲁棒性和稳定性。
在普通的滑模控制中 ,通常选择一个线性的滑动超平面 ,使系统到达滑动模态后 ,跟踪误差渐进地收敛为零 ,并且收敛的速度可以通过选择滑模面参数矩阵来调节。但理论上讲 ,无论如何状态跟踪误差都不会在有限的时间内收敛为零。Ter minal滑模控制是通过设计一种动态非线性滑模面方程实现的 ,即在保证滑模控制稳定性的基础上 ,使系统状态在指定的有限时间内达到对期望状态的完全跟踪。将动态非线性滑模面方程设计为 s = x2 +βxq/ p1 。但该控制方法由于非线性函数的引入使得控制器在实际工程中实现困难,而且如果参数选取不当 ,还会出现奇异问题。
对一个二阶系统给出了相应的 Terminal滑面 ,滑模面的导数是不连续的 ,不适用于高阶系统。庄开宇等设计了一种用于高阶非线性系统的 Terminal滑面 ,克服了滑模面中导数不连续的缺点 ,并消除了滑模控制的到达阶段 ,确保了系统的全局鲁棒性和稳定性。
