採用滑動模式設計，應用於NXT馬達定位控制

根據前述（線性非時變，可變結構滑動模式的概念），茲嘗試建立滑動模式控制應用於NXT馬達定位控制，結果定位效果顯著且迅速。

相關參數簡述如下：
（一）滑動曲面函數S(X)=0.7X1+X2=0
　　　其中X1=期望值-實際量測值，X2=X1變化率
（二）當S‧X1>0，提供一正向驅動控制量，本例為Ud=2*err;
　　　當S‧X1<0，提供一正向驅動控制量，本例為Ud=-2*err;
　　　滑動模式控制量Ueq=-0.5*err;
（三）總驅動控制量U=Ud+Ueq
（四）紀錄X1、X2及馬達回應的encoder轉動值，儲存至NXT主機中（本例指定為DataLog.txt）。

[執行結果]



左圖為定位控制的觀測值，期望值為180度。由圖中可看出定位速度很快。













左圖為x1,x2的平面軌跡圖。
迅速滑向原點。















上述參數可由使用者自行更改，以求較佳控制，筆者僅略以此控制法則說明滑動模式非常適用。

[原始程式]

task main()
{
   ResetRotationCount(OUT_A);
   long readvalue=0;
   long DesirePosition=180;
   long err=0,prev_err=0;;
   long cerr=0;
   float S=0;
   float Ud=0,Ueq=0;
   int U=0;
  
   byte fileHandle;
   short bytesWritten;
   DeleteFile("DataLog.txt");
   CreateFile("DataLog.txt",10000,fileHandle);
   string str_position;
   string str_err;
   string str_cerr;
   string str_log;
  
   while(!ButtonPressed(BTNCENTER,true))
   {
      str_position=NumToStr(readvalue);
      str_err=NumToStr(err);
      str_cerr=NumToStr(cerr);
      str_log= str_position+"  " +str_err+ "  " +str_cerr;
      WriteLnString(fileHandle,str_log,bytesWritten);
  
      readvalue=MotorRotationCount(OUT_A);
      err=DesirePosition-readvalue;
      cerr=(err-prev_err);
     
      S=0.7*(err)+(cerr);
      prev_err=err;
     
      if(S*err>0)
      {
          Ud=2*err;
      }
      if(S*err<0)        {            Ud=-2*err;        }        Ueq= -0.5*err;                U=Ud+Ueq;                if(U>100) U=100;
      if(U<-100) U=-100;         OnFwd(OUT_A,U);        TextOut(0,LCD_LINE1,"degree=");        NumOut(6*8,LCD_LINE1,readvalue);        Wait(50);        Off(OUT_A);        ClearScreen();     }     CloseFile(fileHandle); }