具有未知参数的混沌系统的有限时间滑模同步控制

针对带有未知参数和非线性输入的两个不同的混沌系统之间的同步问题进行研究. 提出一个相比于传统滑模面具有更快收敛速度的终端滑模面, 并结合自适应控制理论和滑模控制理论, 设计一个自适应滑模控制律, 使同步误差在有限时间内收敛到滑模面, 并沿滑模面在有限时间内收敛到零点, 最终实现两个不同的混沌系统之间的同步. 最后, 以带有不确定性和外部扰动的Lorenz 系统和Liu 系统为例进行数值仿真, 仿真结果表明, 同步误差在有限时间内收敛到零点, 从而验证了所设计控制律的有效性和可行性.     

混沌系统的快速收敛有限时间滑模自适应控制

在分析传统终端滑模面的基础上,构造了一种新的指数型终端滑模面。新的滑模面比传统滑模控制同步具有更小的同步时间。考虑到系统外界扰动等不确定性,在假设不确定性上界已知的条件下,设计同步控制器,进而给出了带有未知上界参数估计的自适应律,最终给出了一种新的终端滑模自适应控制器。通过对多涡卷混沌系统的同步仿真,验证了该方法的有效性。     

一类不确定混沌系统的模糊滑模控制与同步

针对一类具有不确定项的二阶连续时间混沌系统的定值跟踪控制和自混沌同步及异结构混沌同步问题,提出了一种模糊滑模变结构控制方法,设计了模糊滑模变结构控制器,并从理论上证明了控制系统的稳定性.在该控制器的作用下,可以实现两个相同或不同结构的混沌系统的控制与同步,且不受不确定性的影响,具有很强的鲁棒性.定值跟踪和同步控制的仿真结果表明,该控制器是有效的.     

改进滑模面的自适应终端滑模混沌同步控制

为了提高混沌同步误差在滑模面上的收敛速度,提出了一种改进的终端滑模面,并设计了自适应终端滑模控制律,改善了混沌同步控制性能。在终端滑模面中引入系统状态量的幂指函数积分项,提高了误差沿滑模面的收敛速度。针对同时考虑系统中存在未知参数、不确定项及外部扰动的混沌系统的同步控制问题,设计了自适应终端滑模控制律,实现了混沌同步系统的滑模控制,并对系统的稳定性进行了证明。将所设计的滑模控制方法应用于混沌同步控制系统中,相比于传统终端滑模控制方法,改进方法能够明显提高误差的收敛速度。仿真实验验证了所提方法的有效性。     

永磁同步电动机混沌系统光滑二阶滑模控制

提出基于二阶滑模的控制方法控制永磁同步电动机（PMSM）中的混沌现象。利用Lyapunov函数构造了一种新的滑模面,能保证在滑模面上系统状态在有限时间内稳定到原点。控制器的设计采用了光滑二阶滑模方法,控制输入为光滑的函数,能有效消除抖振现象。仿真的结果也验证了控制方法的有效性。     

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．     

基于主动滑模控制的一类不确定混沌系统的同步

讨论了一类不确定混沌系统的同步问题。基于主动控制思想,提出了一种新的主动滑模控制策略,使得从任意初始条件出发的不确定混沌系统在有限时间内趋近滑模面;通过一种新颖的虚拟反馈控制,得到了设计鲁棒滑模面的一个充分条件,较好地实现了响应系统与驱动系统的完全同步,确保了不确定混沌系统同步的鲁棒稳定性。该控制器适用于一般的混沌系统。以Lü混沌系统为例进行了仿真验证,仿真结果表明,该控制方法可以实现较快的混沌同步,且同步的鲁棒稳定性良好。     

基于LMI的不确定混沌系统的有限时间同步

针对一类带有外部干扰的非匹配不确定混沌系统的有限时间同步问题,结合线性矩阵不等式(LMI)技术与滑模变结构控制方法,以Lorenz系统和蔡氏电路为例,设计了积分切换控制器,实现此类系统的有限时间同步。在滑模面的设计上引入积分滑模面设计方法,利用Lyapunov稳定性定理,以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出滑动模态存在的充分条件,并且设计控制器,抑制了系统状态矩阵中的非匹配不确定项及外部干扰。最后利用LMI工具箱对LMI求解得出设计参数,实验结果可以看出该方法针对不确定混沌系统的同步控制中有良好的鲁棒性及抗干扰性。     

不同维分数阶混沌预设时间有限时间投影同步

对于不同维分数阶混沌系统的投影同步问题,设计了一种自适应滑模控制器。这使得带有内部不确定量和外部扰动的驱动,响应系统能够在任意预设的时间完成同步,自适应律可以逼近未知量的上界。并针对自适应滑模控制器由于干扰产生抖振的问题,提出了两种解决方案。首先是设计二维滑模控制表,将模糊控制方法加入滑模控制器组成模糊自适应滑模控制器...     

不确定扰动分数阶混沌系统自适应Terminal滑模同步

针对带扰动不确定分数阶混沌系统的同步问题,基于自适应Terminal滑模控制,设计了一种分数阶非奇异Terminal滑模面,保证误差系统沿着滑模面在有限时间内稳定至平衡点,在系统外部扰动和不确定性的边界事先未知的情况,设计了自适应控制率,在线估计未知边界,使得同步误差轨迹能到达滑模面。最后,以三维分数阶Chen系统和四维分数阶Lorenz超混沌系统为例,利用所设计的自适应Terminal滑模控制器进行同步仿真,验证了所给方法是有效性和可行性。     

Chaos control and synchronization via a novel chatter free sliding mode control strategy

In this paper, we propose a novel chatter free sliding mode control (SMC) strategy for chaos control and synchronization to the nonlinear uncertain chaotic systems. A new sort of dynamical sliding mode surface with both integral and differential operators is introduced to divert the discontinuous sign function switch term into the first derivative of the control input; hence a chatter free control input is obtained for the chaotic systems with uncertainties. Based on the Lyapunov stability theory and SMC technique, stability analysis is performed and a theorem serving as designing the chatter free sliding mode control input is also proposed. In the simulation part, first, the results regarding chaos control and synchronization are given to show that the proposed strategy can control the states of the uncertain chaotic systems to desired states with fast speed. In order to show the advantage of eliminating chatter in control input of our method, we give the simulation results performed by traditional SMC and the method proposed recently. Simulation results indicate that this novel chatter free sliding mode control strategy is very effective to chaos control and synchronization.     

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。     

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.     

Finite time convergent control using terminal sliding mode

A method for terminal sliding mode control design is discussed. As we know, one of the strong points of terminal sliding mode control is its finite-time convergence to a given equilibrium of the system under consideration, which may be useful in specific applications. The proposed method, different from many existing terminal sliding model control design methods, is studied, and then feedback laws are designed for a class of nonlinear systems, along with illustrative examples.     

基于嵌套自适应观测器的 连铸结晶器振动位移系统有限时间容错控制

针对连铸结晶器振动位移系统存在伺服电机驱动单元等执行器故障和负载转矩扰动问题, 本文提出一种基于嵌套自适应观测器的有限时间容错策略. 首先, 设计一种嵌套自适应观测器在线估计由执行器故障和负载转矩扰动构成的综合不确定项; 其次, 采用分层设计与终端滑模相结合的方法, 分别对位移子系统和电流环子系统设计全阶滑模控制器(FOSMC)和终端滑模控制器补偿综合不确定项, 并通过引入一阶低通滤波器来提高控制信号的连续性. 理论分析表明, 本文所提容错控制策略能够保证闭环系统所有状态有限时间稳定; 最后, 通过仿真对比研究验证了本文所提控制策略的有效性.     

Robust Finite-time Synchronization of Non-identical Fractional-order Hyperchaotic Systems and Its Application in Secure Communication

This paper proposes a novel adaptive sliding mode control (SMC) method for synchronization of non-identical fractional-order (FO) chaotic and hyper-chaotic systems. Under the existence of system uncertainties and external disturbances, finite-time synchronization between two FO chaotic and hyperchaotic systems is achieved by introducing a novel adaptive sliding mode controller (ASMC). Here in this paper, a fractional sliding surface is proposed. A stability criterion for FO nonlinear dynamic systems is introduced. Sufficient conditions to guarantee stable synchronization are given in the sense of the Lyapunov stability theorem. To tackle the uncertainties and external disturbances, appropriate adaptation laws are introduced. Particle swarm optimization (PSO) is used for estimating the controller parameters. Finally, finite-time synchronization of the FO chaotic and hyper-chaotic systems is applied to secure communication.      

主动滑模控制时滞时空混沌星形网络的函数投影同步

研究了拓扑等价的多个时空混沌系统组成的星形网络,提出了一种主动滑模控制时滞时空混沌星形网络的函数投影同步控制方法,实现了多个时空混沌系统的同步.在结合主动控制和滑模控制方法的基础上,设计了主动滑模控制器的结构,得到了网络函数投影同步的必要条件.以Gray—Scott时空系统作为网络节点构成的星形网络为例进行了仿真模拟.结果验证了主动滑模控制器的有效性.     

输入饱和的充液航天器抗干扰有限时间滑模控制

研究三轴稳定充液航天器姿态控制过程中存在外部未知干扰、参数不确定和输入饱和的问题,提出一种抗干扰有限时间滑模控制的姿态机动控制方法.将部分充液贮箱内液体燃料晃动等效为球摆模型,采用动量矩守恒定律推导出充液航天器耦合动力学方程.首先,设计有限时间积分滑模干扰观测器,保证控制系统中集总干扰可以在有限时间内被估计;然后,基于...