基于干扰观测器的终端滑模控制研究.pdf

《基于干扰观测器的终端滑模控制研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、基于干扰观测器的终端滑模控制研究马昱基于干扰观测器的终端滑模控制研究StudyontheTerminalSIidingModeControIBasedonDisturbanceObserVer马昱(昆明理工大学校医院，云南昆明650093)摘要：针对一类非线性不确定系统，提出一种带干扰观测器的终端滑模控制髑Mc方案。在不考虑外部干扰的影响下，设计了终端滑模控制，保证系统状态在有限时间内收敛到零；当存在干扰时，构造了非线性干扰观测器系统，以在线逼近未知外部干扰，消除其影响。考虑输入通道的不确定性，采用自适应方法在

2、线逼近不确定的上界，并采用Lyapunov方法严格证明了自适应闭环系统的稳定性。对一级倒立摆系统进行仿真，仿真结果表明了所设计控制方案的有效性。关键词：干扰观测器终端滑模控制非线性系统不确定性中图分类号：11P13文献标志码：AA晰锄ct：Thete邶inalslidingmodecontmlschemebasedondisturb明ceob8erverispmpo鸵dfornonlinearuncertainsy8tem．Fi糟dy，tlIeter-IIlinalslidingmodecomrolisdesi

3、gnedwit}loutconside阳tiononextemaIdi8turb肌ce，toensurethesystemconvergeneestozeminlimitedtimeperiod；thentIlenoIlline盯disturbanceobserversystemisestablishedwhendi8turbanceexi8tingtoapproachunk肿wnextemaldistu曲ncetoelimingtetheinnuence．Dueto出euncenaintyofinputcha

4、nnel-byadoptingadaptivemetllodtoappmachtlleupperboundaryof凹cenainty-andthestabilityofthead印tiveelo∞d—100psy8lemisverifiedstrictlywitlltl】eLyapunovmetllod，Fina玎y，tllesimlllationf打invenedPendIIlmsystemisconducted；the阳sultindicatest

5、lat山epropo∞dcontrolschemeise

6、a．ective．Keywords：Disturbance0bserverTe衄inalslidingmodecontml(鸭MC)NoIllinearsystemUncenaintyO引言滑模控制sMc(slidingmodecontml)具有易于设计、鲁棒性好等特点¨1，一直是控制理论研究的热点之一。通常，滑模面设计呈线性，系统运动到滑模面后，收敛速度按线性规律渐进收敛，因而速度不快。Ter—minal滑模控制TSMC(te姗inalslidingmodecontml)是一种新型的控制方法，其采用非线性的滑

7、模面BJ，使误差在有限时间内收敛到零。干扰是任何实际系统都需要面对和解决的问题，可以采用自适应控制po、鲁棒控制HJ、模糊控制"]、神经网络和干扰观测器等方法来解决哺。1。本文针对一类非线性系统，采用非线性干扰观测器在线逼近外部干扰，进而消除其影响，保证闭环系统的控制性能；同时，考虑输入的不确定性，结合干扰观测器，设计了自适应律在线逼近干扰上界。对倒立摆系统进行仿真，结果表明所设计的方法具有良好的性能。云南省自然科学基金资助项目(编号：KKsA200825049)；云南省教育厅科学基金资助项目(编号：KI(JA

8、200825129)。修改稿收到日期：20lO—07—05。作者马昱，女，1978年生，2000年毕业于江苏理工大学计算机科学及应用专业，获学士学位，实习研究员；主要从事计算机控制方面的研究。《自动化仪表》第32卷第2期加11年2月1TenIlinal滑模控制设计考虑如下一类非线性系统：f工=，(工)+g，(工)u+g：(工)圳(1)【)，=石l式中：工=[茗f，戈2，⋯，茗。]’=[菇l，菇l，⋯，石：“一¨]’为系统可测状态；，(工)、g。(工)、g：(x)∈F为已知的连续函数沙为系统输出；M、d(f)∈R

9、分别为控制输入和干扰量。控制任务是设计控制律H，使状态工镇定。首先不考虑扰动的影响，即d(￡)=O，设计如下Te肌inal滑模面，即：s=工+I(nr+h∥9)df=o(2)式中：口、6>0；q、p为正奇数，且满足29>p>q。设计如下的控制律：“=[g。(工)]“[一，(工)一ax—h卿一庇si弘(s)](3)式中：后>O为设计参数；si印(·)为符号函数；[蜀(J)]。为g。(工)