一类非线性不确定系统的非奇异Terminal滑模控制

针对一类二阶非线性系统提出新的Terminal滑模控制面以克服传统的Terminal滑模控制的奇异问题，同时确保系统从任何初始状态能在有限时间内收敛至平衡点．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非奇异Terminal滑模控制（NTSM）控制．最后通过实例比较三种滑模控制方法，仿真结果验证了非奇异Terminal滑模控制能克服传统的Terminal滑模控制的奇异问题，并说明了自适应非奇异Terminal滑模控制的有效性和可行性．     

一类非线性系统的变结构控制

给出了类似于单变量系统的多输入非线性系统的规范型，以及系统可化为这种形式的充分必要条件。针对化为规范型的非线性系统，讨论了对其实施变结构控制问题。     

一类具有参数不确定n阶多输入多输出非线性系统的Terminal滑模控制

针对一类具有参数不确定的n阶MIMO非线性系统,提出了一种Terminal滑模控制方案.该方案通过对滑模超平面的选取和Terminal滑模控制律的设计,不但确保了闭环系统滑模阶段的存在性,而且还保证了系统状态误差在有限时间内的收敛性,由于无论何种情况下系统的初始状态均在Terminal滑模面上,从而消除了其他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性和稳定性.除此之外,重点克服了控制输入的系数函数矩阵与不确定参数的关联问题.仿真结果表明,该控制方案可消除外部扰动及参数不确定的影响,控制系统各状态变量有效地跟踪期望状态.     

Terminal滑模自适应控制实现一类不确定混沌系统的同步

应用Terminal滑模控制技术和选择指数趋近律来综合滑模控制器,实现一类混沌系统的状态同步．在控制器中引入一类简单的自适应律,用以在线估计界参数．该设计方案消除了滑模控制的到达阶段,状态始终保持在滑模面上,并能在有限时间内趋近于原点．与一般滑模控制同步实现相比,具有更小的同步时间和鲁棒性．通过对Duffing—Holmes系统的同步仿真,验证了该方法的可行性．     

一类非线性系统的自适应模糊滑模控制

对一类具有不确定性的非线性系统,根据滑模控制原理并利用模糊系统的逼近能力,提出了一种自适应模糊滑模控制系统的设计方法.控制结构中采用模糊系统自适应朴偿过程的不确定性.利用李雅普诺夫理论,证明了控制算法是全局稳定的,跟踪误差可收敛到零的一个邻域内.     

一类MIMO非线性系统的直接自适应模糊滑模控制

针对一类具有下三角形函数控制增益矩阵的非线性系统, 基于滑模控制原理, 并利用Ⅱ型模糊系统的逼近能力, 提出了一种直接自适应模糊滑模控制器设计的新方案. 通过引入积分型李雅普诺夫函数及逼近误差自适应补偿项, 证明了闭环系统是全局稳定的, 跟踪误差收敛到零. 仿真结果表明了该方法的有效性.     

自适应模糊全局快速Terminal滑模控制方法

提出了一种自适应模糊全局快速Terminal滑模控制方法,在参数不确定性和外干扰情况下,为解决系统的非线性不确定性提供了一种新途径。与传统模糊Terminal滑模控制相比,通过采用模糊逻辑系统来逼近未知系统函数和开关项;鲁棒自适应律用来减小逼近误差,从而有效降低抖振;证明了该控制方案的稳定性,并将该方案应用在倒立摆系统中。仿真结果验证了该方案的有效性。     

一类非线性系统的间接自适应模糊滑模控制

基于启发式知识的模糊控制是一种解决非线性系统控制问题的有效方法。然而其设计缺乏系统性,并且系统的稳定性和鲁棒性难以保证。本文利用滑模控制的概念和Lyapunov综合方法提出一种针对一类非线性系统的间接自适应模糊滑模控制（IAFSMC）方法。仿真研究表明即使在缺少系统先验知识和不确定性干扰的情况下,系统性能也十分理想。     

一类不确定系统的自适应非奇异Terminal滑模控制

提出针对一类不确定系统的自适应非奇异Terminal滑模控制。确定含非线性项的滑模面,通过构造李亚普洛夫函数的方式确定控制器结构,设计自适应增益控制律实时估计不确定参数,并考虑外扰动的影响,证明控制系统的稳定性和鲁棒性。仿真结果验证自适应非奇异Terminal滑模控制器能够使不确定系统状态变量快速收敛。     

一类非线性系统的多面滑模控制

提出一种基于模糊ＣＭＡＣ神经网络的多面滑模变结构控制算法,其特点是无须已知不确定性函数及其各阶导数的上界,与经典设计广阔霜比,所提出的方案允许非参数化不确定性,仿真实例显示了该方法的有效性。     

Terminal sliding mode control of second-order nonlinear uncertain systems

In this paper, a terminal sliding mode control scheme is proposed for second-order nonlinear uncertain systems. By using a function augmented sliding hyperplane, it is guaranteed that the output tracking error converges to zero in finite time which can be set arbitrarily. In addition, the proposed scheme eliminates the reaching phase problem so that the closed-loop system always shows the invariance property to parameter uncertainties. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

一类不确定非线性系统自适应模糊滑模控制

针对一类带有未知外部扰动的不确定非线性系统,建立自适应模糊滑模控制器。基于Lyapunov稳定性理论,设计系统可调参数的自适应规则,控制器的设计过程中无需知道系统的具体模型及未知非线性函数的先验知识。数值仿真的结果也验证了该方法的有效性。     

Fixed-time sliding mode observer-based controller for a class of uncertain nonlinear double integrator systems

This paper investigates a fixed-time convergence issue using the sliding mode observer-based controller for a class of uncertain nonlinear double integrator systems. This observer-based controller is designed assuming that only the first state measurement is available and there is no information about external disturbances and modeling uncertainties. A new form of sliding mode observer in combination with a sliding mode controller is designed to estimate unmeasured state and unknown disturbances and uncertainties as well as provide the estimated data in the control law. A novel form of sliding surfaces for the robust observer-based controller is proposed for which fixed-time convergence is guaranteed to achieve trajectory tracking. In the proposed fixed-time scheme, the bound on the settling time is user-defined using design parameters regardless of the system's initial conditions. The control law and observer law are designed such that the chattering issue is alleviated in the control signal. The stability analysis of the closed-loop system using the observer-based controller is established via the Lyapunov theory. The validity of the controller design is tested by applying and simulating an example of a robot manipulator in Simulink/MATLAB. The superiority of the proposed method is demonstrated by comparing it with two other methods from the relevant literature.     

Event-triggered sliding mode control for a class of nonlinear systems

ABSTRACT

Event-triggering strategy is one of the real-time control implementation techniques which aims at achieving minimum resource utilisation while ensuring the satisfactory performance of the closed-loop system. In this paper, we address the problem of robust stabilisation for a class of nonlinear systems subject to external disturbances using sliding mode control (SMC) by event-triggering scheme. An event-triggering scheme is developed for SMC to ensure the sliding trajectory remains confined in the vicinity of sliding manifold. The event-triggered SMC brings the sliding mode in the system and thus the steady-state trajectories of the system also remain bounded within a predesigned region in the presence of disturbances. The design of event parameters is also given considering the practical constraints on control execution. We show that the next triggering instant is larger than its immediate past triggering instant by a given positive constant. The analysis is also presented with taking delay into account in the control updates. An upper bound for delay is calculated to ensure stability of the system. It is shown that with delay steady-state bound of the system is increased than that of the case without delay. However, the system trajectories remain bounded in the case of delay, so stability is ensured. The performance of this event-triggered SMC is demonstrated through a numerical simulation.     

Terminal sliding mode observers for a class of nonlinear systems

This paper proposes a terminal sliding mode observer for a class of nonlinear systems to achieve finite time convergence for all error states. Compared to standard sliding mode observers which only enable finite time convergence of the output error, the observer in this paper makes use of fractional powers to reduce other non-output errors to zero in finite time. A 2-degree-of-freedom robotic manipulator is used to demonstrate the effectiveness of the proposed observer.     

非匹配不确定系统的终端滑模分解控制

针对非匹配多变量模型不确定系统,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,它由匹配扰动的值域空间子系统和稳定的非匹配扰动的零动态子系统组成.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,随后非匹配扰动的零动态子系统渐近收敛至平衡点附近的邻域内,且建立了该邻域的范围与系统的非匹配不确定性范围之间的数学关系,并用于系统的设计与分析.所提方法对于维数较高的非匹配不确定系统的控制具有较大的意义,可简化设计,实现递阶控制.仿真实     

一类3阶非线性系统的非奇异终端滑模控制

针对传统非奇异终端滑模控制方法不适用于3阶系统的问题,提出一类具有不确定和外干扰的3阶非线性系统的新型非奇异终端滑模控制方法.该方案首先结合backstepping控制中的动态面方法和传统2阶非奇异终端滑模控制构造非奇异3阶终端滑模面,首次提出采用高阶滑模微分器估计值代替控制器中的负指数项.采用非线性干扰观测器任意精度地估计不确定和干扰,设计控制器中的补偿项.采用终端吸引子函数做趋近律避免抖振的同时能保证有限时间趋近滑模面.基于有限时间稳定李雅普诺夫定理证明了被控状态将在有限时间内收敛到任意小的闭球内.所提出方案快于传统的递阶线性滑模控制和其他非奇异终端滑模控制.仿真中与其他滑模控制方案对比,总误差减小18%以上,超调及收敛时间也显著下降.     

基于不确定T-S模型的最终滑动模态控制

提出了基于不确定T-S模型的最终滑动模态控制方法。通过变换将该模型转换成三个组成部分：线性标称系统、已知非线性部分（可看着对线性标称系统的已知扰动）和未知不确定部分,针对它们分别设计三个控制器,能够保证系统全局稳定。仿真结果证明了算法的有效性。