输入受限非仿射非线性系统二阶滑模控制研究

"该文研究一类输入受限的不确定非仿射非线性系统的跟踪控制问题，提出了一种二阶动态terminal滑模控制方法。在保证模型精度的同时，考虑了输入饱和约束，设计了适用于全局的不确定非仿射非线性系统近似方案。通过小波小脑模型干扰观测器来逼近复合扰动，并利用辅助系统分析输入饱和对跟踪误差的影响。通过构建基于PI滑模面的terminal二阶滑模面，设计了二阶动态terminal滑模控制器，有效解决了传统滑模控制的抖振问题。仿真结果验证了该方法的有效性。" 文章深入探讨了非仿射非线性系统的控制挑战，特别是当输入受到限制时。在这样的背景下，研究者提出了一种创新的控制策略，即二阶动态terminal滑模控制。这种策略旨在解决由于系统不确定性、输入饱和以及复合扰动等因素导致的控制难题。 首先，为了处理输入饱和问题，研究者设计了一种全局适用的不确定非仿射非线性系统的近似方法，这在不牺牲模型精度的同时，考虑了实际系统中输入量可能存在的最大值限制。 其次，采用小波小脑模型干扰观测器来观测和估计系统的复合扰动，这是通过小波分析的精确诊断能力和小脑模型的自适应特性来实现的，能有效地逼近扰动，提高控制系统的抗干扰能力。 接着，通过构建一个辅助系统，研究人员能够分析输入饱和如何影响跟踪误差，这对于理解和缓解因输入受限导致的性能下降至关重要。 然后，关键的创新点在于设计了一个基于PI滑模面的二阶动态terminal滑模控制器。传统的滑模控制通常存在抖振问题，而这种新型控制器通过引入“terminal”概念，能够在到达预设终点时平滑地引导系统状态，从而显著减少了抖振现象，提高了控制性能。 最后，通过仿真测试，证实了所提出的二阶动态terminal滑模控制策略在应对输入受限的不确定非仿射非线性系统时的有效性和稳定性，证明了这种方法在实际应用中的潜力。 关键词：非仿射非线性系统，输入饱和，干扰观测器，小波小脑模型，二阶动态terminal滑模控制 总结起来，这篇论文为解决复杂非线性系统的控制问题提供了一种新颖且实用的解决方案，特别适合那些输入受限且存在不确定性的情况，其设计的控制器不仅考虑了系统的实际限制，还通过优化滑模控制策略提升了系统的稳定性和控制精度。