一类二阶非线性不确定系统的非奇异Terminal滑模控制
刘国栋 姚丽萍
(江南大学通信与控制工程学院,无锡214122)
摘要:在分析传统的Terminal滑模控制的基础上,发现系统状态虽然能在有限时间到达滑动模态,并在有限时间内收敛到平衡点,但传统的Terminal滑模控制律容易使系统出现奇异问题.为了克服Terminal滑模控制的奇异问题,针对一类二阶非线性不确定系统提出了非奇异Terminal滑模切换函数,并证明了采用非奇异Terminal滑模控制律,不仅避免了系统出现奇异问题,而且能保证系统状态在有限时间内到达滑动模态并收敛到平衡点.最后通过实例比较2种滑模控制方法,仿真结果验证了非奇异Terminal滑模控制的有效性.
关键词:Terminal滑模控制;奇异;非线性系统
中图分类号: TP13 文献标识码:A 文章编号:1001-0505(2006)增刊(I)-0143-04
滑模变结构控制的基本原理就是使用一个不连续的高频切换控制迫使闭环系统的运动到达预先选定的滑动面或者它的一个很小的邻域上,通过控制器结构的改变以使系统达到良好的动态性能.滑模控制对参数摄动和外部扰动具有不敏感性.一般情况下,选择线性的滑动超平面是变结构控制理论中最为常见的情形.这个线性的滑动超平面能够确保系统轨迹在到达滑动模态阶段以后,滑动模态的运动是渐近稳定的,尽管如此滑动模态仍然不会在有限时间内收敛至零[1].
近年来,有限时间机理Terminal滑动模态发展起来,它是一种新型变结构控制思想.Terminal滑模控制策略的实质在于:在滑动超平面的设计中引入了非线性函数.非线性函数的引入使得在滑动面上系统状态能够在有限时间内收敛到零.然而传统的Terminal滑模控制器的设计存在奇异问题,一些避免Terminal奇异问题的解决方法已提出[2].
本文针对一类二阶非线性不确定动态系统提出非奇异Terminal滑动模态(NTSM)控制器的设计,并通过提出一种新的NTSM滑模面来克服奇异问题,使得系统处于滑动模态阶段时状态变量能够在有限时间内收敛至平衡点.最后通过实例对2种控制方法进行比较.
1 系统描述
考虑如下二阶不确定非线性动态系统:


4 结 语
针对一类二阶非线性参数不确定动态系统通过设计新的Terminal滑模控制面来克服传统TSM控制的奇异问题,提出了NTSM控制方法,并且通过仿真实例比较NTSM控制没有奇异发生,达到满意的控制结果.
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