全局非奇异终端滑模控制器设计：处理参数不确定与扰动的二阶系统

本文主要探讨了一种全局非奇异终端滑模控制的设计方法，适用于处理具有参数不确定性和外部扰动的二阶非线性系统。作者冯勇和鲍晟在哈尔滨工业大学电气工程系以及澳大利亚中昆士兰大学信息与通讯学院的研究背景下，提出了这种创新的控制策略。 首先，他们定义了一种新型的终端滑模表面，通过这个表面，设计了一个具有全局非奇异性的控制律。这种控制律的关键在于其能够在保证系统稳定性的同时，避免了传统滑模控制中的奇点问题，从而提高了控制性能的鲁棒性。 研究的核心内容包括对系统从任意初始状态到达滑模表面的时间和在滑模表面上达到平衡点的时间的严谨分析，证明这些时间都是有限的。这表明了控制系统的快速响应能力和稳定性，即使面对初始条件的广泛变化和系统动态的复杂性。 其次，论文深入研究了终端滑模控制在不确定性系统中的跟踪精度。作者探讨了系统跟踪误差与消除滑模控制中可能产生的抖振的饱和函数宽度之间的数学关系。这种关系对于优化控制算法至关重要，因为它允许根据预设的跟踪精度来设计合适的饱和函数，以最小化误差并抑制系统振动。 最后，作者通过仿真实验验证了所提出的控制方法的有效性。实验结果强有力地展示了新控制器在实际应用中的优越性能，包括提高了系统的稳定性和跟踪精度，同时有效地抑制了由于参数不确定性及外部扰动引起的系统抖振。 这篇论文对非奇异终端滑模控制技术进行了深入的理论分析和实证研究，为解决二阶非线性系统中的复杂控制问题提供了新的解决方案，具有重要的学术价值和工程实践意义。关键词如“变结构控制”、“有限时间控制”和“轨迹跟踪”强调了研究的焦点，展示了该方法在现代控制理论领域的核心地位。