改进的限定初始状态非线性积分滑模控制器：降低稳态误差与增强鲁棒性

该篇论文主要探讨的是在常规滑模控制算法的基础上进行改进的一种新的控制策略——限定初始状态非线性取代积分滑模算法。常规滑模控制器利用边界层方法来抑制系统的抖振，但这一方法存在稳态误差的问题。为了解决这个问题，研究者考虑在滑模控制面中加入一个跟踪误差的积分项，即形成积分滑模控制器。积分项的引入有助于减少稳态误差，并提高对模型不确定性的补偿能力。然而，当初始误差较大时，积分滑模控制器可能会导致系统在暂态性能上出现较大的超调和调节时间过长，甚至可能引发积分windup效应，威胁到系统的稳定性。 为了克服常规滑模控制在到达目标状态时的鲁棒性不足，研究者设计了一种新的限定初始状态的非线性取代策略。这种新型滑模控制器通过限制初始状态，结合非线性替换技术，能够在保证系统稳定性的同时，有效地削弱稳态误差并抑制抖振。这种方法在一定程度上增强了系统的动态性能，提高了其抗扰动的能力，使得系统在大初始误差下也能保持良好的性能。 研究者以倒立摆为例，进行了一系列仿真测试，结果显示了这种限定初始状态非线性取代积分滑模控制器在实际应用中的优越性能。它不仅表现出较高的控制精度，而且在面对不确定性或外部干扰时，显示出较强的鲁棒性。论文作者杨兴明和许东昌分别来自合肥工业大学计算机与信息学院，他们的研究领域涵盖了现代智能控制、信号检测与处理、小波信号处理和物联网技术等多个方面。 这篇论文是一项关于提升滑模控制性能的重要研究，对于改善控制系统在工程实践中的稳定性和动态响应具有重要的理论价值和实际意义。通过限定初始状态和非线性取代策略，研究者成功地开发出一种既能有效抑制抖振和稳态误差，又能抵抗外部干扰的新型滑模控制算法，对于控制领域的技术进步具有积极的推动作用。