具有分布时滞不确定中立型系统的滑模控制

针对一类含有分布时滞和不满足匹配条件的不确定中立型系统,通过利用Lya-punov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法进行了滑模控制研究。首先,选取了依赖于当前状态和状态时滞的滑模面;设计了包含等效控制和非线性切换控制的滑模控制器使得系统满足滑模到达条件,即确保了系统在有限时间内到达滑模面。通过构造适当的Lyapunov函数,利用积分不等式技术,给出了闭环系统渐近稳定的充分条件。该充分条件通过采用虚拟反馈控制思想,结合状态反馈的极点配置方法,转换为线性矩阵不等式的形式,可通过Matlab中的LMI工具箱进行方便的求解。具体算例说明此方法的有效性。     

一类非线性不确定中立型延迟系统的鲁棒滑模控制

讨论一类非线性不确定中立型系统的鲁棒滑模控制问题。通过选择依赖于当前状态和延迟状态的滑动面。就线性矩阵不等式（LMIs）的形式给出使得闭环系统渐近稳定的充分条件。当LMIs有可行解时。可以通过我们构造的控制使得可达条件得到满足。具体算例的仿真结果说明此法的有效性。     

一类不确定切换中立型系统的鲁棒滑模控制

针对一类不确定切换中立型系统, 设计相应的积分型滑模面. 基于平均驻留时间方法和线性矩阵不等式技术, 给出滑模动力学系统鲁棒指数渐近稳定的时滞相关性判据. 通过设计滑模控制器, 使闭环系统的状态满足到达条件. 数值仿真表明, 所提出的方法是有效可行的.

     

高阶非线性不确定系统的复合有限时间控制

本文针对一类带有外界干扰的高阶非线性不确定系统,提出基于有限时间干扰观测器的复合有限时间控制策略,为了解决终端滑模的奇异性问题,设计改进的非奇异终端滑模面.同时,双曲正切函数和指数型函数相结合,构造新型复合趋近律.为了处理外界干扰,设计非奇异终端滑模观测器,将观测到的干扰值前馈到滑模控制中,进一步提高系统的抗干扰性.最后,将设计的复合趋近律与其他5种趋近律进行仿真对比,验证复合趋近律的收敛速度和削弱抖振能力,并通过非线性系统的数值仿真验证所提出控制策略的有效性和优越性.     

一类不确定中立时变时滞系统的自适应全局滑模控制

针对一类含有时变状态时滞和中立时滞的不确定性系统,提出一种新型滑模变结构控制方法.首先,基于全程滑模的思想,设计带有中立时滞项的积分型滑模面以消除趋近模态;然后,充分利用时滞下界的信息选取Lyapunov函数,采用线性矩阵不等式(linear matrix inequality-LMI)方法给出并证明滑动模态稳定的充分条件,降低时滞保守性;再次,与自适应结合设计滑模控制器,采用饱和函数代替符号函数,削弱系统抖振;最后,针对数值算例进行仿真研究,结果表明所提出的控制方法有效可行.     

非线性中立型时滞系统的鲁棒滑模控制

文章讨论了一类非线性不确定中立型系统的鲁棒滑模控制问题。通过选择依赖于当前状态和延迟状态的滑动面,就线性矩阵不等式（LMIs）的形式给出了使得闭环系统渐近稳定的充分条件。当LMIs有可行解时,可以通过文章构造的控制使得可达条件得到满足。最后,具体算例的仿真结果说明了此法的有效性。     

基于观测器的滑模控制非线性中立型时滞系统

针对一类状态不可测的非线性不确定中立型时滞系统,基于滑模控制理论,采用线性矩阵不等式的处理方法,提出了滑动模态鲁棒渐近稳定时滞相关的充分条件,设计了一类滑模观测器,同时给出了该观测器存在的充分条件;然后应用滑模控制的趋近率方法和基于观测器所得到的系统估计状态,综合了一类滑模控制器,该控制器同时保证了估计状态下滑模面和估计误差状态下滑模面的渐近可达性;最后通过数值实例证明了该控制方案的可行性.     

不确定非线性系统的高阶滑模控制器设计

针对一类不确定非线性SISO系统,结合系统有限时间稳定理论与积分滑模控制理论,提出了一种新的高阶滑模控制器设计方法,改善了现有高阶滑模控制中存在的缺陷.积分滑模保证了系统初始时刻就具有抗扰能力,同时采用有限时间稳定观测器实现了高阶滑模的输出反馈控制.仿真结果表明该控制器可使系统在有限时间内收敛,并有效地减小了系统抖振.     

不确定离散时间系统的滑模可靠控制

存在状态时滞的不确定离散时间系统的的滑模可靠控制问题,其中,被控系统执行器可能发生部分故障.通过构造一种拟积分型切换面,可以保证系统状态轨迹从开始时刻就位于切换面上.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式技术给出了滑模动态系统渐近稳定的充分条件.而且,所设计的滑模控制律可以保证在执行器故障影响下的滑动模态仍然是可达的.数值仿真验证了本文设计方法的有效性.     

A new terminal sliding mode control for robotic manipulators

In this study, a new terminal sliding mode control approach is developed for robotic manipulators based on finite-time stability theory and differential inequality principle. The corresponding stability analysis is presented to lay a foundation for theoretical understanding to the underlying design issue as well as safe operation for real system. An illustrative example of a two-link rigid robotic manipulator is presented to validate effectiveness of the proposed approach.     

Comments on ‘A new terminal sliding mode control for robotic manipulators’

In this article, we give some comments on the article ‘A new terminal sliding mode control for robotic manipulators’. The article presents a new terminal sliding mode control approach for global finite-time tracking of robotic manipulators. We point out a serious error occurred through the article, leading to the ineffectiveness of the proposed approach. A correction is proposed. Comparisons are presented.     

二阶有向网络的鲁棒有限时间包容控制

在考虑非线性干扰和跟随者速度不可测的情况下,研究二阶有向网络的有限时间估计和鲁棒包容控制问题.提出含有估计层、控制层和跟随者层的新型分布式控制结构.应用有限时间稳定性理论和等效输出注入的思想,设计幂次估计器和滑模估计器,并给出网络误差的有限时间估计.进而采用齐次理论和滑模方法设计非光滑控制协议,驱使跟随者在有限时间内收敛并保持在领航者所构成的动态凸包中,且有效抑制干扰.仿真结果验证了理论分析的正确性.     

自适应时变Terminal滑模控制研究

针对Terminal滑模控制到达阶段鲁棒性不强的问题,提出了时变Terminal滑模控制方法。分析Terminal滑模面的设计参数对系统性能的影响,提出一种非线性时变Terminal滑模面的设计方法。为了消除多输入多输出(MIMO)非线性系统的不确定,构建动态干扰观测器系统,根据干扰观测误差在线调节参数,从而在线逼近外部干扰,证明了逼近误差一致最终有界。采用倒立摆系统进行仿真验证,提出的自适应时变Terminal滑模控制方法比传统的PID控制镇定时间缩短80%,且无超调。仿真结果表明,所提方法可以用于MIMO非线性系统的控制。     

混沌系统的有限时间滑模同步控制

采用滑模控制的方法,研究了两个不同的带有不确定性和外部扰动的混沌系统之间的同步问题。基于Lyapunov稳定性理论和有限时间滑模控制方法,设计了终端滑模控制器来实现两个混沌系统的同步。在设计控制器过程中提出了一个新的非奇异的终端滑模面,并证明它能在有限时间内收敛于零平衡点。通过数值仿真验证了所设计的控制器的有效性。     

双积分器的有限时间积分滑模设计及应用

针对带有加性扰动的双积分器,本文结合嵌套饱和控制与积分滑模控制原理,设计一种带分数指数项的积分滑模面.运用Haimo有限时间稳定原理,证明了所设计的积分滑模不会产生奇异性.相应的控制设计由两部分组成:理想控制和不连续控制,可实现滑模面上动态的有限时间稳定,并消除加性扰动的影响.用直流电机角速度控制系统作为例子,说明了算法的有效性.     

网联车辆有限时间滑模预设性能队列控制

针对含有未知扰动和模型不确定的网联车辆预设性能队列控制问题,本文提出了一种基于改进滑模的有限时间队列控制方法.首先,为满足预设性能,设计了一种新型性能函数,保证了跟踪误差在预设时间内收敛到规定区域.其次,提出了一种改进的滑模队列控制算法,加快了系统收敛速度,实现了有限时间单车稳定及队列稳定,同时,设计了自适应律,有效解决了扰动及模型不确定问题.最后,进行了MATLAB仿真实验,通过6辆网联车的队列控制仿真验证了所提算法的有效性.     

具有死区输入的分数阶混沌系统的有限时间同步

本文提出一种新型分数阶滑模控制方案来实现两个不同分数阶混沌系统的有限时间同步. 首先, 根据实际情况, 在研究系统同步过程中, 充分考虑死区非线性输入、参数不确定性、模型不确定性以及外界扰动对系统的影响, 然后, 采用Lyapunov稳定理论证明滑模阶段和趋近阶段均是有限时间收敛的, 最后, 给出一个仿真实例充分验证本文所提出控制策略的有效性和可行性.     

基于双滑模观测器的参数不确定系统抗扰与跟踪控制

针对机器人系统中含有的不确定参数和未知干扰等问题,提出一种基于双滑模观测器和非奇异快速终端滑模控制的复合控制策略.首先,为了估计补偿模型中的不确定参数和外部干扰带来的未知动态,基于机器人系统欧拉-拉格朗日模型构建滑模观测器,以优化机器人系统轨迹跟踪控制性能;然后,针对滑模观测器中存在残差造成的抖振问题,设计辅助滑模观测器,通过将观测误差反馈补偿,抑制观测器在观测扰动时的抖振现象,进一步提高观测精度;接着,为了实现系统抗扰和轨迹跟踪问题,提出有限时间滑模控制器,通过调节滑模控制中的切换增益,可有效地缩短收敛时间,并提高系统的鲁棒性;最后,通过李雅普诺夫稳定性理论证明闭环系统的稳定性,并通过Simulink仿真验证所提出方法的有效性.