无扰切换控制下的非完整系统有限时间镇定策略

"基于无扰切换的非完整系统有限时间镇定控制" 本文是一篇研究论文，重点关注非完整系统的有限时间镇定控制问题。非完整系统是指那些在运动学上存在约束的动态系统，比如机器人或移动车辆等。这类系统的控制目标是使其所有状态变量在有限的时间内收敛到平衡状态，即实现系统的快速稳定。 作者王轶卿、李胜、陈庆伟和侯保林来自南京理工大学自动化学院，他们在研究中提出了一种无扰切换策略，旨在解决非完整链式系统在切换控制中可能出现的扰动问题。非完整链式系统是一种特殊的非完整系统，其运动受到一系列链式约束的影响。 文章首先介绍了使用齐次系统方法来设计控制器。齐次系统理论是一种处理具有特定结构的非线性系统的工具，它允许通过变换来简化系统的分析和控制设计。通过应用这种方法，研究人员能够设计出一种有限时间镇定控制器，使得系统状态能够在预定的有限时间内达到平衡。 此外，他们还结合了终端滑模控制理论。终端滑模控制是一种先进的控制策略，它的特点是能够确保系统在到达预设的“滑动模式”后，无论初始条件如何，都能在有限时间内收敛到期望状态。这种控制方法可以增强系统的鲁棒性，抵抗外界干扰和不确定性。 论文中，作者给出了选择控制器参数的具体条件，这些条件保证了所设计控制器的有效性和稳定性。同时，控制器能够根据非完整链式系统各状态的变化进行动态调整，以实现快速的镇定效果。 通过数值仿真，作者展示了设计的两种有限时间镇定控制器在三维非完整链式系统中的性能。仿真结果证实，这两种控制器不仅能够使系统在有限时间内达到平衡状态，而且控制输入在整个过程中保持连续，避免了突然的控制跳跃，提高了控制的平滑性和有效性。 这篇论文为非完整系统的控制提供了新的思路，即利用无扰切换策略和先进控制理论，实现了系统的快速镇定，并有效地解决了切换过程中的扰动问题。这对于提升非完整系统的性能和实用性具有重要意义，尤其在实际工程应用中，如无人驾驶车辆和机器人系统等。