多变量线性模型不确定系统终端滑模分解控制方法

针对线性多变量模型不确定系统系统,提出了一种终端滑模分解控制方法.通过状态变换和去耦合处理将系统转换为块能控标准型,它由值域空间子系统和稳定的零空间子系统组成.提出了特殊的终端滑模超曲面,采用滑模控制策略,使值域空间子系统的状态在有限时间内收敛至平衡点,随后稳定的零空间子系统渐近收敛至平衡点.所提出的方法对于维数较高系统的控制具有较大意义,可简化设计,实现递阶控制.仿真验证了该方法的有效性.     

多变量模型不确定系统的二阶滑模分解控制方法

提出一种多变量模型不确定系统的二阶终端滑模分解控制方法。通过状态变换和去耦合处理将系统转换为块能控标准型，它由输入输出子系统和穗定的零动态子系统组成。提出了特殊的二阶终端滑模超曲面和相应的控制策峪，使输入输出子系统状态渐近收敛到平衡点，零动态子系统随后也渐近收敛到平衡点。所提出方法对于控制维教较高的系统具有较大的意义，可简化设计，实现鲁棒分解控制。由于采用了二阶滑模的思想，可有效地消除系统的高频抖振。仿真实例表明了该方法的有效性。     

参数不确定柔性机械手的终端滑模控制

针对参数不确定双臂柔性机械手系统, 提出一种基于遗传算法的终端滑模控制方法, 以实现其末端控制.基于输出重定义方法, 通过输入输出线性化, 将系统分解为输入输出子系统和内部子系统. 设计终端滑模控制策略,使输入输出子系统有限时间内收敛到零, 内部子系统变为零动态子系统; 采用遗传算法优化零动态子系统参数, 使其在平衡点附近渐近稳定. 根据Lyapunov稳定性理论算出末端输出位移的误差范围. 仿真结果证明该方法有效性.     

双臂柔性机械手的终端滑模控制

提出一种用于双臂柔性机械手系统的终端滑模控制方法，以解决其非最小相位控制问题．重新定义了柔性机械手系统的输出，通过输入输出线性化，将系统分解为输入输出子系统和内部子系统．设计逆动态终端滑模控制策略，使输入输出子系统在有限时间内收敛到零；选择适当的控制器参数，使零动态子系统在平衡点附近渐近稳定，从而保证整个系统的渐近稳定．仿真结果证明了该设计方法的有效性．     

不确定非线性系统的自适应反推高阶终端滑模控制

针对一类非匹配不确定非线性系统,提出一种神经网络自适应反推高阶终端滑模控制方案.反推设计的前1步利用神经网络逼近未知非线性函数,结合动态面控制设计虚拟控制律,避免传统反推设计存在的计算复杂性问题,并抑制非匹配不确定性的影响;第步结合非奇异终端滑模设计高阶滑模控制律,去除控制抖振,使系统对于匹配和非匹配不确定性均具有鲁棒性.理论分析证明了闭环系统状态半全局一致终结有界,仿真结果表明了所提出方法的有效性.     

非匹配不确定系统的自适应反步非奇异快速终端滑模控制

针对一类n阶非匹配不确定系统,提出一种自适应反步非奇异快速终端滑模控制方法.控制的前n-1步采用自适应反步控制策略,消除非匹配不确定性的影响;最后一步利用误差的积分构造非奇异快速终端滑模面,设计控制律使系统第n个状态有限时间收敛.该方法对系统中匹配和非匹配不确定项均具有鲁棒性,比自适应反步终端滑模方法具有更快的收敛速度.理论分析证明了闭环系统的稳定性,仿真结果验证了该方法的有效性.     

基于混沌遗传算法的柔性机械手滑模控制器优化设计

针对柔性机械手动力学方程的非最小相位特点,本文提出一种柔性机械手的终端滑模控制方法,将关节电机转角和柔性模态变量的线性组合定义为柔性机械手系统的输出.通过输入输出线性化,将系统分解为输入输出子系统和零动态子系统.设计终端滑模控制策略,使输入输出子系统在有限时间收敛到零;利用混沌遗传算法优化控制器的设计参数,使零动态了系统在甲衡点附近渐近稳定,从而保证整个系统的渐近稳定.本文提出的方法设计过程简单,易于实现.仿真结果证明了设计的有效性.     

参数不确定柔性机械手的快速终端滑模控制

针对具有参数不确定性的柔性机械手,采用重新定义系统输出的方法,将系统分解为输入输出子系统和零动态子系统.对于输入输出子系统提出了一种递阶快速终端滑模控制策略,使得输入输出子系统在有限时间内收敛.将零动态子系统在平衡点近似线性化以选择控制器的设计参数,使零动态子系统在平衡点附近渐近稳定,从而保证了整个柔性机械手系统的渐近稳定,对系统中的不确定性具有较强的鲁棒性.仿真结果验证了所提方法的正确性.     

快速非奇异终端滑模在混沌系统中的应用

为解决传统线性滑模控制中的速度较慢和终端滑模的奇异性问题,提出一种快速非奇异终端滑模的控制策略,并将其应用于Lorenz混沌系统中。控制策略为当系统状态离平衡点较远时采用线性滑模,使其快速地到达滑模面;而一旦滑模到达所设计的滑模面时控制策略变为非奇异终端滑模,使其快速地收敛于平衡点。此策略将线性滑模和终端滑模的优点相结合,从而使整个系统的状态在全程都具有较快的收敛速度,此方法改善了传统的线性滑模只能渐近地趋近于平衡点的动态缺点;同时也改善了单独采用终端滑模时,离平衡点较远的状态到达时间较长的缺点;且有效地避免了奇异现象的发生。最后通过M atlab仿真,对Lorenz混沌系统进行仿真,验证了该方法的有效性。     

基于鲁棒滑模观测器的两关节柔性机械手控制

柔性机械手系统为非最小相位系统, 当控制有界时, 该特性阻碍其端点位移渐近跟踪期望轨迹. 本文首先重新定义柔性机械手系统的输出, 通过输入输出线性化, 将系统分解为输入输出子系统和零动态子系统; 然后提出一种用于观测柔性模态导数的鲁棒滑模观测器, 使状态估计达到预期的指标, 解决了柔性模态导数难以获得的问题; 设计积分滑模控制策略, 使输入输出子系统在有限时间收敛到零; 选择适当的控制器参数, 使零动态子系统在 平衡点附近渐近稳定, 从而保证整个系统的渐近稳定. 本文提出的方法设计过程简单, 易于实现. 仿真结果证明了设计的有效性.     

非匹配不确定M I MO 线性系统的终端滑模控制

提出一种用于非匹配不确定MIMO线性系统的终墙滑模控制方法。设计了特殊的终墙滑模切换面和相应的控制策略，使得系统在有限时问内收敛到终墙滑模面，在系统到达终墙滑模面后保证系统的状态保持在终墙滑模面上，并在有限时闻内收敛到平衡点附近的邻域内，建立了谈邻域的范圈与系统的非匹配不确定性的范圈以及终蜡滑模参数之闻的数学关系，用于系统设计与分析，仿真结果验证了所提出方法的有效性和分析的正确性。     

SECOND‐ORDER NONSINGULAR TERMINAL SLIDING MODE DECOMPOSED CONTROL OF UNCERTAIN MULTIVARIABLE SYSTEMS

This paper proposes a second‐order nonsingular terminal sliding mode decomposed control method for multivariable linear systems with internal parameter uncertainties and external disturbances. First, the systems are converted into the block controllable form, consisting of an input‐output subsystem and a stable internal dynamic subsystem. A special second‐order non‐singular terminal sliding mode is proposed for the input‐output subsystem. The control law is designed to drive the states of the input‐output subsystem to converge to the equilibrium point asymptotically. Then the states of the stable zero‐dynamics of the system converge to the equilibrium point asymptotically. The method proposed in the paper has advantages for higher‐dimensional multivariable systems, in the sense that it simplifies the design and makes it possible to realize a robust decomposed control. Meanwhile, because of the adoption of the second‐order sliding mode, the control signal is continuous. Simulation results are presented to validate the design.     

Second-order terminal sliding mode control of uncertain multivariable systems

A second-order terminal sliding mode controller for uncertain multivariable systems is proposed in this paper. The controller adopts the hierarchical control structure. The paper derives the state transform matrices which are used to transform a multivariable linear system to the block controllable form consisting of two subsystems, an input–output subsystem and a stable internal dynamic subsystem. The proposed controller utilizes a non-singular terminal sliding mode manifold for the input–output subsystem to realize fast convergence and better tracking precision. Meanwhile, a chattering-free second-order terminal sliding mode control law is presented. The stability of uncertain multivariable systems can be realized using the proposed controller. A derivative estimator is utilized in the paper to estimate the derivatives of the sliding mode functions for the controller. The simulation results are presented to validate the design method.     

漂浮基柔性空间机械臂姿态与关节协调运动的Terminal滑模控制

讨论了载体位置无控、姿态受控情况下,具有外部扰动的漂浮基柔性空间机械臂载体姿态与各关节协调运动的控制问题．基于假想模态法、系统动量守恒关系及拉格朗日方法,建立了漂浮基柔性空间机械臂系统的动力学方程,并将其转化为系统控制状态方程．以此为基础,根据Terminal滑模控制技术,给出了系统相关Terminal滑模面的数学表达式,在此基础上提出了具有外部扰动情况下漂浮基柔性空间机械臂载体姿态与各关节协调运动的Terminal滑模控制方案．提出的控制方案不但确保了闭环系统滑模阶段的存在性,同时通过Terminal滑模函数的适当选取,还保证了输出误差在有限时间内的收敛性．此外,由于确保了无论何种情况下系统初始状态均在Terminal滑模面上,从而消除了其它滑模控制方法常有的到达阶段,使得闭环系统具有全局鲁棒和稳定性．一个平面两杆漂浮基柔性空间机械臂的系统数值仿真,证实了方法的有效性．     

柔性机械手的鲁棒控制器设计

针对柔性机械手的动力学方程具有非最小相位的特点，运用重新定义的柔性机械手系统的输出，通过输入输出线性化，将系统分解为输入输出子系统和零动态子系统．考虑到柔性机械手系统存在的不确定性，设计终端滑模控制器，使输入输出子系统在有限时间内收敛到零．最优组合输出系数采用混沌遗传算法优化，以保证零动态子系统在平衡点附近渐近稳定，从而保证整个系统渐近稳定．仿真结果证明了设计方法的有效性．     

附加控制输入反演自适应滑模鲁棒励磁控制

为了提高一类非匹配不确定非线性系统的渐近稳定鲁棒控制能力,简化传统反演自适应变结构控制计算,通过引入变结构附加控制输入量,降低子系统虚拟函数反演设计难度,克服传统反演自适应$L_{2     

Decentralised sliding mode control for nonminimum phase interconnected systems based on a reduced-order compensator

In this paper, a class of interconnected systems with mismatched uncertainties is considered. A sliding surface is proposed in an augmented space formed by the system output and the compensator state variables, and the stability of the corresponding sliding mode is analysed. A robust decentralised reduced-order output feedback sliding mode controller is then designed to drive the system to the composite sliding surface and maintain a sliding motion on it thereafter. The proposed approach allows both the isolated nominal subsystem and the nominal interconnected system to be nonminimum phase. The known interconnections and the bounds on the uncertain interconnections are fully used in the control design to reduce conservatism.     

一类非线性系统的Terminal滑模控制

首先结合Terminal滑模控制的基本思想,即突破以往的线性滑动面,将非线性项引入到滑动面设计中,使得系统处于滑动模态阶段时,状态变量能够在"有限时间内"收敛至平衡点,给出了适用于高阶非线性系统的Terminal滑动面设计方法,基于Lyapunov稳定性理论得出了相应的控制器.进一步考虑系统参数摄动和外界扰动等不确定性因素上界的未知性,用Lyapunov稳定性方法给出了一个带有未知性上界参数估计的自适应Terminal滑模控制器.