一类具有非匹配不确定项系统的滑模控制器设计

A new sliding mode controller design method is proposed for a class of system with mismatched uncertainties such that the dynamic function restricted on the sliding surface is completely insensitive to the uncertainties. A sufficient and necessary condition which the system possessing this sliding mode controller should satisfy is explicitly presented. The issue of chattering free is also explored. It is concluded that this class of mismatched term does not bring any chattering problem. Finally, a numerical example illustrates the developed method.     

一类非线性不确定非匹配时滞系统的鲁棒滑模控制

针对一类带有不匹配非线性不确定的线性时滞系统,基于稳定性理论,提出一种新的依赖于时滞的滑动模控制策略。该控制策略保证闭环系统滑动阶段的存在性,并在此基础上证明滑动模态运动的稳定性。最后通过仿真例子看出,抖振现象被大大减弱,这进一步说明该控制策略的可行性和有效性。     

Robust Sliding Mode Control Design for Mismatched Uncertain Systems with a Performance

This paper presents an optimal design of sliding mode controller with a constraint for a general class of uncertain systems. The method proposed here takes into account nonmatching disturbance signals and nonmatching system model uncertainties. Without requiring any transformation or restriction on the input matrix, our approach leads to a straightforward design which can be easily solved by using linear matrix inequality (LMI) technique. By solving the problem of optimal sliding motion design with some quadratic constraints based on LMIs, a mixed approach is presented to reduce the effect of uncertainties and disturbances on the sliding motion. Finally, we give simulation results for controlling a chemical reactor to illustrate the applicability of the proposed scheme for uncertain time‐delay systems or mismatched uncertain systems.     

一类不确定性网络控制系统的滑模控制器设计

网络诱导时廷是影响网络控制系统稳定性和动态性能的主要因素．针对一类具有不确定性的网络控制系统,给出具有网络诱导时廷及不确定性的被控对象模型,设计其滑模控制器,建立基于滑模反馈控制器的网络控制系统闭环模型．通过Lyapunov方法证明,所得最大允许时延能够保证闭环网络控制系统稳定．仿真例子验证了该方法的正确性和有效性．     

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.      

Feedback Linearization Control for Systems with Mismatched Uncertainties via Disturbance Observers

This paper focuses on a novel feedback linearization control (FLC) law based on a self‐learning disturbance observer (SLDO) to counteract mismatched uncertainties. The FLC based on BNDO (FLC‐BNDO) demonstrates robust control performance only against mismatched time‐invariant uncertainties while the FLC based on SLDO (FLC‐SLDO) demonstrates robust control performance against mismatched time‐invariant and ‐varying uncertainties, and both of them maintain the nominal control performance in the absence of mismatched uncertainties. In the estimation scheme for the SLDO, the BNDO is used to provide a conventional estimation law, which is used as the learning error for the type‐2 neuro‐fuzzy system (T2NFS), and T2NFS learns mismatched uncertainties. Thus, the T2NFS takes the overall control of the estimation signal entirely in a very short time and gives unbiased estimation results for the disturbance. A novel learning algorithm established on sliding mode control theory is derived for an interval type‐2 fuzzy logic system. The stability of the overall system is proven for a second‐order nonlinear system with mismatched uncertainties. The simulation results show that the FLC‐SLDO demonstrates better control performance than the traditional FLC, FLC with an integral action (FLC‐I), and FLC‐BNDO.     

非匹配不确定非线性系统的自适应反演滑模控制

针对一类具有非匹配不确定性的最小相位仿射非线性系统,研究其在未知扰动作用下的调节问题。基于自适应反演设计方法和变结构控制设计了控制方案,实现不确定系统的鲁棒调节。与经典反演设计相比,本方案允许非参数化不确定性,增强了控制系统的鲁棒性。     

一类非匹配不确定性系统的变结构控制

研究一类非匹配不确定性系统的变结构控制问题. 引入适当的状态变换, 将非匹配不确定系统描述成具有分级形式的两个子系统. 在保证第一个子系统二次渐近稳定的条件下, 利用线性矩阵不等式方法得到第二个状态变量的期望值, 并由第二个状态变量与其期望值之差构造滑动模, 并利用滑模运动的到达条件, 得到变结构控制律.     

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。     

基于NDOB的匹配/非匹配不确定性系统滑模控制

针对一类n阶匹配与非匹配不确定性和扰动共存的系统,提出了一种新颖的基于非线性干扰观测器的滑模控制方法。将非匹配扰动的估计值融入到滑模面,设计了集成扰动观测的滑模控制。与传统的滑模控制方法相比,该方法在匹配与非匹配不确定性和扰动出现时具有较好的抑制能力,并能有效地抑制切换增益所引起的抖振现象。利用李雅普诺夫理论和输入-输出稳定性概念严格证明了闭环系统的稳定性。最后通过两个仿真实例验证了所提控制方法的有效性。     

一类不确定时滞系统的模糊滑模控制

利用T-S模糊模型逼近一类非线性不确定时滞系统,将非线性系统模糊化为局部线性系统．基于李亚普诺夫稳定性定理设计出使模糊系统全局稳定的滑模控制器,该控制器对满足匹配条件和不满足匹配条件的不确定性系统均适用．最后以Truck—Trailer模型为例进行仿真研究,其结果验证了设计方案的可行性和有效性．     

一类非线性时变不确定SIMO系统的自适应双网络设计

提出一种新颖的由粗调网络和细调网络构成的自适应双网络设计以消除伺服系统的未知时变不确定性. 粗调网络基于滑动模态控制, 数值逼近和误差补偿技术. 细调网络用于补偿跟踪误差, 由神经网络和基于在线曲线拟合的预测网络构成. 本文提供了详尽的理论分析和实现算法. 与现有方法的仿真比较验证了该设计的有效性.     

非匹配不确定系统的自适应反演准滑模控制

对于一类n阶非线性系统,提出一种自适应反演准滑模控制方法,控制的前n-1步采用自适应反演算法消除非匹配不确定性的影响,在最后一步,为改进跟踪效果,结合了可变边界层的思想,设计了准滑模控制方法,达到系统的n个状态快速收敛的目的.最终系统中不满足匹配条件的部分也具有较好的鲁棒性.与自适应反演线性滑模方法相比具有更好的跟踪性,理论分析证明了控制系统在削弱抖振的同时也能保证稳态精度,仿真实验证明了该方法的可行性.     

模糊滑模控制在AUV控制中的应用

本文针对自治水下机器人(AUV)的控制特点,建立了AUV水平面动力学的数学模型,将模糊逻辑引入到了滑模控制器的设计中,通过模糊控制规律直接设计滑模控制量,并运用计算机仿真手段进行了验证,仿真结果验证了该控制方法具有很好的控制性能,有效地消除了滑模控制的抖振,对外部扰动具有较强的鲁棒性,而且具有良好的响应特性。     

伺服系统的复合自适应滑模控制

对于采用自适应方法的鲁棒跟踪控制系统,初始参数估计误差、参数突变、非持续激励等因素均可引起瞬态过程.瞬态性能的好坏对跟踪误差峰值及恢复时间有较大影响,是实现高性能跟踪控制的关键,而目前典型设计多采用直接自适应方法,其较差的瞬态特性制约了跟踪性能的进一步提高.针对该问题,以交流伺服系统为研究对象,将直接自适应、间接自适应及滑模控制相融合,提出一种基于有界增益遗忘最小二乘法的复合自适应滑模控制( CASMC)策略,Lyapunov分析表明该策略可实现持续激励条件下跟踪误差和参数估计误差在较大范围内的指数收敛,瞬态特性较清晰.最后,以某型火炮的方位轴伺服系统为应用背景进行仿真实验,结果显示,该控制策略在瞬态过程的误差峰值和持续时间方面均有显著改善,提高了伺服系统的跟踪性能.     

存在外界干扰的连续系统离散自适应滑模控制

针对存在外界干扰的连续系统,讨论了状态空间模型的离散自适应滑模控制．引入δ算子使离散化后的系统接近于原来的连续系统,并引入干扰估计器得到干扰的近似估计值,使所选的控制律得以实现．当参数未知时,用干扰估计值代替未知干扰,避免了干扰对自适应控制律的影响,从而保证了闭环系统的稳定性．     

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.     

不确定时滞分布参数系统的滑动模控制

本文研究一类不确定时滞分布参数系统的滑动模控制问题，设计了滑动模控制器，分析了在滑动模切换面上滑动模控制系统关于不确定量的不变性特征。     

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。     

An Output Tracking VSS Control in The Presence of A Class of Mismatched Uncertainties

A variable structure control system for output tracking in the presence of a class of mismatched uncertainty is studied in this paper. For the mismatched uncertainty, we use an unknown input observer to estimate the states and then apply the VSS control methodology to attain asymptotic output tracking for an arbitrary desired trajectory. The robustness of the VSS control system in the presence of mismatched uncertainty is analyzed using the quadratic stability approach.