广义系统的有限时间滑模变结构控制

研究了一类广义系统的有限时间滑模变结构控制问题。通过非奇异线性变换把广义系统变换成受限等价形式,利用Lyapunov函数的方法,提出了一种新型的有限时间滑模变结构控制策略,给出了特殊的开关型滑模面,设计了相应的滑模变结构控制器,使得闭环系统渐进稳定,实现了滑模运动,保证了在滑模面上系统状态变量在有限时间内到达平衡点。给出了可行性算例,说明了设计的有效性。     

SCARA机器人的模糊自适应滑模控制

为了提高SCARA机器人的轨迹跟踪控制性能,提出一种双模糊自适应滑模控制;采用一自适应模糊控制器,根据滑模到达条件对滑模切换增益进行估算,消除滑模控制中输出力矩的抖振现象,增强其对不确定性因素的适应能力;采用另一自适应模糊控制器对指数趋近律系数进行修正,改善由于大范围初始位姿产生的偏差而引起的大力矩和速度跳变问题;基于Lyapunov方法进行了稳定性证明,保证控制系统的稳定性与收敛性;仿真实验结果表明,该方法应用于SCARA机器人,跟踪效果良好并产生了平滑的力矩输出和速度输出.     

多关节机器人的模糊神经滑模控制

针对含有建模误差和不确定干扰的多关节机器人轨迹跟踪控制,提出了一种模糊神经滑模控制方法.该方法采用全局快速终端滑模面,保证了系统能够从任意初始状态在有限时间内到达滑模面和平衡点.采用模糊神经网络自适应地补偿系统的建模误差和外界干扰,保证了滑模控制在滑模面的运动.文中利用李亚普诺夫稳定性判据推导出了控制器的控制律和模糊神经网络的目标函数,通过模糊神经网络的在线学习.削弱了滑模控制的抖振.仿真结果表明了其有效性.     

有限时间收敛的Terminal滑模控制设计

讨论了一类SISO非线性系统的滑模变结构控制有限时间收敛问题,提出一种新的Terminal滑动模态及相应控制的设计方法,可用于带有外部扰动的二阶非线性系统。研究结果表明,系统状态在滑模面上能以较快的速度达到平衡点,在滑模面上到达平衡点的时间均是有限的,并且与普通的Terminal滑模相比,在滑模面上能以更短的时间到达平衡点。仿真结果表明了所提方法的有效性。     

Constrained Robust Control by a Novel Dynamic Sliding Mode Surface

International Journal of Control, Automation and Systems - In this paper, a sliding mode control (SMC) using a novel dynamic sliding surface is proposed for multi-input multi-output (MIMO)...     

Robust Optimal Higher-order-observer-based Dynamic Sliding Mode Control for VTOL Unmanned Aerial Vehicles

This paper investigates the precise trajectory tracking of unmanned aerial vehicles(UAV)capable of vertical take-off and landing(VTOL)subjected to external dist...     

高阶滑模控制在非完整移动机器人鲁棒输出跟踪中的应用

给出了移动机器人鲁棒输出跟踪的高阶滑模控制器, 它不仅可以削弱滑模控制系统的抖振问题, 还对系统存在的不确定性具有良好的鲁棒性. 数值仿真表明了该控制器的有效性.     

Robust Adaptive Finite-time Fault-tolerant Control for Dynamic Positioning of Vessels

International Journal of Control, Automation and Systems - In this paper, a novel robust adaptive finite-time fault-tolerant control (FTC) scheme is presented for the dynamic positioning (DP) of...     

级联式滑模观测器的永磁同步电机鲁棒滑模控制

提出了一种基于无速度传感器运行的永磁同步电机非线性控制方法。针对电机速度和位置观测,设计了一种新颖的级联式滑模观测器,解决了传统滑模观测采用低通滤波器的相位延迟问题。前级电流滑模观测器得到反电动势,后级反电动势滑模观测器获取转速和位置信息,利用李亚普诺夫理论进行了稳定性分析。针对速度控制,提出了带扩张状态观测器的滑模速度控制器取代PI调节器,提高了系统的鲁棒性。在滑模观测和控制中均利用双曲正切函数取代符号函数,削弱了系统抖振。将上述方法应用到永磁同步电机矢量控制系统中,通过仿真验证方法的有效性。     

Sliding Mode Neuro Adaptive Control in Trajectory Tracking for Mobile Robots

In this work a neural indirect sliding mode control method for mobile robots is proposed. Due to the nonholonomic property and restricted mobility, the trajectory tracking of this system has been one of the research topics for the last ten years. The proposed control structure combines a feedback linearization model, based on a kinematics nominal model, and a practical design that combines an indirect neural adaptation technique with sliding mode control to compensate the dynamics of the robot. Using an online adaptation scheme, a neural sliding mode controller is used to approximate the equivalent control in the neighbourhood of the sliding manifold. A sliding control is appended to ensure that the neural sliding mode control can achieve a stable closed-loop system for the trajectory-tracking control of a mobile robot with unknown nonlinear dynamics. The proposed design simultaneously guarantees the stability of the adaptation of the neural nets and obtains suitable equivalent control when the parameters of the robot model are unknown in advance. The robust adaptive scheme is applied to a mobile robot and shown to be able to guarantee that the output tracking error will converge to zero.     

基于模糊神经网络的机器人滑模自适应控制

滑模控制（SMC）响应快,对系统参数和外部扰动呈不变性,可保证系统的渐近稳定性,但其缺点是控制存在很强的抖动;而模糊神经网络（FNN）具有模糊系统和神经网络共同的特点。将滑模控制和模糊神经网络控制有机结合,利用简单得到的学习信号对模糊神经网络进行在线学习,通过平滑切换函数实现直接自适应控制策略。对两连杆机械手的仿真研究表明,在存在模型误差和外部扰动的情况下,该方案既能达到高精度快速跟踪的目的,又能有效减小滑模控制的抖动问题。     

一类平滑的机器人非线性滑动模控制策略

提出一类平滑的非线性滑动模控制策略,用于不确定性机器人的轨迹跟踪,其控制结构不依赖系统模型,由一个连续的非线性补偿控制器和一个非线性反馈构成,其主要特点是基于一类饱和型函数,提出了一类新颖的非线性补偿控制器和非线性滑动模的设计方法,另外,应用提出的非线性滑动模,可以推得一个只有一阶的机器人集中不确定性约束函数而不是通常的二阶多项式,基于Lyapunov方法的理论分析和计算机仿真,均保证设计的控制策略能够消除系统所有的不确定性影响,并达到全局的渐近稳定。     

非完整轮试移动机器人的轨迹跟踪滑模控制

由于轮式移动机器人的非完整性质和运动受限性质,它的轨迹跟踪已经成为一类具有挑战性的控制问题.针对一个可以在医院环境中执行护理任务的室内移动机器人-护士助手机器人,提出一种轮式移动机器人的轨迹跟踪滑模控制方法.由移动机器人在极坐标系中的运动学方程出发设计一个滑模控制器,进而提出了一种新的滑模控制方法,解决了在极坐标系中关于运动学的跟踪问题.分析了此方法的稳定性和执行性能,并且通过仿真证明这个控制方法的实际应用的有效性.     

Finite-time Sliding Mode Control Design for a Class of Uncertain Conic Nonlinear Systems

This paper studies the sliding mode controller design problems for a class of nonlinear system. The nonlinear function is considered to satisfy conic-type constraint condition. A novel finite-time boundedness (FTB) based sliding mode controller design theory is proposed. And then a sufficient condition is obtained in terms of linear matrix inequalities (LMIs), which guarantees the resulted sliding mode dynamics to be FTB wrt some predefined scalars. Thereafter, a FTB-based sliding mode control (SMC) law is synthesized to ensure the state of the controlled system is driven into a novel desired switching surface s(t)=c (c is a constant) in a finite time. Simulation results illustrate the validity of the proposed FTB-based SMC design theory.      

自行车机器人系统的稳定滑模控制

基于拉格朗日方法建立自行车机器人动力学模型,针对自行车机器人这一非线性欠驱动系统,利用稳定滑模控制算法实现系统的稳定.该方法首先从各个子系统中取出一个变量组合成一个中间变量;然后从该中间变量出发构造滑模函数,从滑模控制器设计的角度求取控制量,保证中间变量在有限时间内收敛到平衡点,从而保证系统状态收敛到收敛域内.该方法能够保证自行车机器人系统的稳定性,并在仿真实验中得到了验证.     

Adaptive Sliding Mode Based Disturbance Attenuation Tracking Control for Wheeled Mobile Robots

This paper is devoted to investigating a composite controller for wheeled mobile robots in the presence of external disturbance and parametric uncertainty.     

Trajectory Tracking with Parallel Robots Using Low Chattering,Fuzzy Sliding Mode Controller

This paper proposes a trajectory tracking scheme which belongs to the sliding mode control (SMC) for the 4-degree-of-freedom (DOF) parallel robots. Two fuzzy logic systems (FLS) are first put forward to replace the constant switching control gain and the width of the boundary layer. The fuzzy adaptive supervisory controller (FASC) is combined with the fuzzy sliding mode control (FSMC) to further reduce the chattering. The design is simple and less fuzzy rules are required. The simulation results demonstrate that the chattering of the SMC is reduced greatly and the parallel robot realizes the trajectory tracking with very good robustness to the parameter uncertainties and external disturbances.     

Finite-time Sliding Mode Control of Markovian Jump Systems Subject to Actuator Faults

International Journal of Control, Automation and Systems - This paper addresses the problem of finite-time boundedness (FTB) for a class of Markovian jump systems (MJSs) via sliding mode control...     

基于滑模控制的不确定中立型系统有限时间稳定

针对一类不确定中立型时滞系统,利用滑模控制理论研究其有限时间稳定问题。首先构造了适当的滑模面及状态反馈控制器,使得系统的状态轨线能够在有限时间内到达滑模面并维持滑动模态。然后利用李雅普诺夫稳定性理论和不等式放缩技巧,研究了闭环系统状态在滑动模态段的有限时间稳定问题,得到了该系统是有限时间稳定的充分条件,该条件以线性矩阵不等式的形式给出,易于求解。最后通过一个数值仿真算例,验证了所得结论的有效性。