[發明專利]一種非奇異終端滑模固定時間收斂控制方法

有效

• 申請號: 202110352035.1
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113093543B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 張廣明;潘慧慧;歐陽慧珉;梅磊;高鵬;高麗華
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 王曉東

本發明公開了一種非奇異終端滑模固定時間收斂控制方法，包括，基于現有固定時間收斂系統、結合非線性函數，構建新型固定時間收斂系統；利用所述新型固定時間收斂系統得到具有固定時間收斂特性的非奇異性終端滑模面和趨近律；搭建快速終端滑模觀測器以觀測非線性系統中的集中擾動；結合所述滑模面、所述趨近律和所述滑模觀測器，得到固定時間非奇異終端滑?？刂破?。本發明提出的非奇異終端滑模固定時間收斂控制方法具有良好的動態響應特性和較高的控制精度。

技術領域

本發明涉及滑?？刂频募夹g領域，尤其涉及一種非奇異終端滑模固定時間收斂控制方法。

背景技術

滑模控制對于系統不確定性和外界的擾動具有較強的魯棒性，并具有結構簡單和容易實現等優點，廣泛應用于非線性系統的控制中，傳統的滑模控制通過設計一個線性滑模面實現系統狀態的漸近收斂，其收斂時間是趨于無窮大的，然而，終端滑模控制通過引入非線性滑模面，能夠使得系統狀態在有限時間內收斂。

采用有限時間收斂終端滑?？刂品椒?，系統狀態收斂時間依賴于系統的初始條件，也就意味著其收斂時間會隨著初始值的增大而增大甚至無窮大，很多實際系統的初始值是未知且變化的，往往無法提前獲知系統的收斂時間，此外，終端滑?？刂七€存在奇異性問題，上述的一些問題，很大程度上限制了終端滑?？刂圃趯嶋H非線性系統中的廣泛應用。

發明內容

本部分的目的在于概述本發明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。

鑒于上述現有存在的問題，提出了本發明。

因此，本發明提供了一種非奇異終端滑模固定時間收斂控制方法，解決一類二階非線性系統存在不確定性擾動時，控制精度不高、收斂速度不快的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：包括，基于現有固定時間收斂系統、結合非線性函數，構建新型固定時間收斂系統；利用所述新型固定時間收斂系統得到具有固定時間收斂特性的非奇異性終端滑模面和趨近律；搭建快速終端滑模觀測器以觀測非線性系統中的集中擾動；結合所述滑模面、所述趨近律和所述滑模觀測器，得到固定時間非奇異終端滑?？刂破?。

作為本發明所述的非奇異終端滑模固定時間收斂控制方法的一種優選方案，其中：所述非線性函數包括，

F(x)＝1+masinh(b|x|^p)

其中，m,b,p滿足以下選取規則：

m＞0，b＞0，p＞0

對所述非線性函數取一階微分，得到：

作為本發明所述的非奇異終端滑模固定時間收斂控制方法的一種優選方案，其中：構建所述新型固定時間收斂系統包括，

F(y)＝1+masinh(b|y|^p)

k₁＞0,k₂＞0,k₃＞0,m＞0,b＞0,p＞0

其中，sig(·)^*＝|·|^*sign(·)。

作為本發明所述的非奇異終端滑模固定時間收斂控制方法的一種優選方案，其中：包括，

其中，x₁和x₂為系統的狀態變量，x＝[x₁,x₂]^T，a(x)和b(x)為連續函數，d為集總擾動，包含建模不確定和外部干擾信號；