反演自适应动态滑模控制在板球系统中的应用

"虑了系统的非线性特性，利用自适应控制来适应未知的系统参数和外界扰动。动态面控制（DSC）策略的引入旨在减少对精确数学模型的依赖，并缓解传统反演方法中可能出现的微分爆炸问题。这种方法的核心是构建一个动态滑模面，使得系统能够在不精确的模型信息下，依然能够有效地跟踪期望轨迹。 1 反演自适应动态滑模控制原理 反演控制是一种逆向设计方法，通过求解系统的逆动态方程来设计控制器，以实现期望的系统行为。然而，实际系统的非线性和不确定性使得反演控制面临挑战。为了解决这个问题，本文提出的方法结合了自适应控制的思想，通过在线调整控制器参数来估算并补偿这些不确定性。 动态滑模控制则是在系统状态空间中定义一个滑动模态，使得系统能够从任意初始状态滑向这个模态，进而实现对期望轨迹的精确跟踪。动态面策略则是将传统的滑模面从固定的超平面转换为时间相关的函数，这样可以避免在滑动过程中出现的急剧变化，从而减轻高频抖振问题。 2 控制器设计与分析 设计的控制器包括两部分：一是反演部分，用于生成控制输入以驱动系统向滑动模态移动；二是自适应部分，用于估计系统的不确定性。动态面则随着时间动态调整，以确保系统始终朝着滑动模态滑动，同时减小抖振影响。 3 仿真与实验结果 通过两种不同的实验环境，即存在和不存在外界不确定干扰的情况下，对比了本文提出的反演自适应动态滑模控制器与传统的动态滑模控制器的性能。仿真结果表明，新控制器不仅对系统参数的变化和外界干扰具有较强的鲁棒性，而且在轨迹跟踪性能上表现出色，动态跟踪误差小，证明了其优良的控制效果。 4 结论 提出的反演自适应动态滑模控制方法成功地解决了板球系统在面对不确定性时的控制难题，实现了高精度的轨迹跟踪。其结合了反演控制的精确性、自适应控制的灵活性和动态滑模控制的鲁棒性，为类似非线性系统的控制提供了新的思路和解决方案。 5 展望 未来的研究工作可以进一步优化动态面的设计，以提高控制器的性能，同时探索如何将该方法扩展到更复杂的多变量非线性系统，以应对更广泛的工程应用挑战。" "本文提出了针对板球系统的一种反演自适应动态滑模控制方法，通过结合反演控制、自适应控制和动态滑模控制的优点，解决了系统在面临不确定性时的跟踪问题。仿真结果验证了控制器的鲁棒性、自适应性和优秀的轨迹跟踪性能。"