下面對data2情況下狀態(tài)軌線的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析。

從控制角度進(jìn)行分析。由于運(yùn)行能力受限，系統(tǒng)速度變化較慢，導(dǎo)致data2情況下的狀態(tài)軌線出現(xiàn)類似“超調(diào)”的現(xiàn)象。若將控制幅值加大，式（5.3）中k值增大為3，即u=－3 sgn s，data1與data2情況下的仿真結(jié)果如圖32所示。從圖中可知，增大控制幅值后，data1與data2為初始狀態(tài)的狀態(tài)軌線均符合安全性要求。由此可知，若系統(tǒng)控制不受限，容易避免出現(xiàn)data2情況下的狀態(tài)軌線。由于控制總是受限的，所以通過增大控制的方法提高系統(tǒng)軌線的安全性并不可靠。

圖32　u=－3 sgn s時(shí)的狀態(tài)響應(yīng)曲線

從相軌跡進(jìn)行分析。由圖31可知，盡管data1與data2同處于相平面的第四象限，但data1到達(dá)的滑動(dòng)模態(tài)處于相平面的第四象限，data2到達(dá)的滑動(dòng)模態(tài)處于相平面的第二象限。由于滑模控制系統(tǒng)僅能保證系統(tǒng)狀態(tài)到達(dá)滑動(dòng)模態(tài)，并不對狀態(tài)如何到達(dá)滑動(dòng)模態(tài)以及到達(dá)滑動(dòng)模態(tài)的位置進(jìn)行限定，導(dǎo)致出現(xiàn)data2情況下的相軌跡。所以，有界控制下，滑?？刂瞥霈F(xiàn)的安全性問題是由系統(tǒng)到達(dá)階段的動(dòng)態(tài)不確定性引起的。

現(xiàn)有滑?？刂浦?，到達(dá)階段動(dòng)態(tài)不確定性對系統(tǒng)性能造成的影響體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一是到達(dá)階段的動(dòng)態(tài)性能差，第二是系統(tǒng)在到達(dá)階段的魯棒性差。就第一個(gè)問題而言，趨近律方法可以改善滑模控制系統(tǒng)到達(dá)階段的動(dòng)態(tài)品質(zhì)［138］。趨近律方法通過指定滑模面的變化率，得到改善到達(dá)階段動(dòng)態(tài)品質(zhì)的控制律。該方法通過調(diào)整趨近律參數(shù)改變系統(tǒng)的到達(dá)時(shí)間、到達(dá)滑動(dòng)模態(tài)的運(yùn)行速度。但是，該方法在設(shè)計(jì)時(shí)并不考慮控制的有界性，因而使用范圍受到限制。就第二個(gè)問題而言，全局滑動(dòng)模態(tài)可以提高系統(tǒng)的魯棒性［137～141］。該方法通過設(shè)計(jì)時(shí)變滑模面，使系統(tǒng)初始狀態(tài)位于滑動(dòng)模態(tài)上，消除到達(dá)階段。但是，時(shí)變滑模設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，且容易喪失系統(tǒng)在滑動(dòng)階段的魯棒特性。

由此可見，滑?？刂频竭_(dá)階段的動(dòng)態(tài)不確定性對系統(tǒng)安全性造成的問題尚未涉及。本書通過對系統(tǒng)狀態(tài)比值的變化過程進(jìn)行分析，使系統(tǒng)狀態(tài)能夠盡快到達(dá)其鄰近的滑動(dòng)模態(tài)，以實(shí)現(xiàn)符合安全要求的理想滑?？刂七^程。