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基于指数趋近律的非奇异终端滑模控制

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简介：
本研究提出了一种基于指数趋近律的非奇异终端滑模控制方法，有效解决了系统在有限时间内稳定控制的问题，并增强了系统的鲁棒性。 针对一类二阶非线性不确定系统，本段落分析了传统Terminal滑模控制的奇异问题以及调整时间的问题。为了提高到达滑模面的速度，结合趋近律的思想，提出了基于指数趋近律的非奇异Terminal滑模控制器的设计方法和两种新的控制策略，在克服奇异问题的基础上提高了系统的收敛速度并缩短了调整时间。仿真结果表明所设计的控制策略可以使系统在较短时间内达到平衡点，验证了该方法的有效性。

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  • 基于指数趋近律的非奇异终端滑模控制
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    本研究提出了一种基于指数趋近律的非奇异终端滑模控制方法，有效解决了系统在有限时间内稳定控制的问题，并增强了系统的鲁棒性。 针对一类二阶非线性不确定系统，本段落分析了传统Terminal滑模控制的奇异问题以及调整时间的问题。为了提高到达滑模面的速度，结合趋近律的思想，提出了基于指数趋近律的非奇异Terminal滑模控制器的设计方法和两种新的控制策略，在克服奇异问题的基础上提高了系统的收敛速度并缩短了调整时间。仿真结果表明所设计的控制策略可以使系统在较短时间内达到平衡点，验证了该方法的有效性。
     
  • 基于ESO的非奇异终端滑模复合滑模控制
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    本研究提出了一种结合扩展状态观测器(ESO)与非奇异快速终端滑模(SISO)及常规滑模(SM)技术的新型复合控制系统，旨在提升系统动态响应速度和鲁棒性。 为解决传统非奇异终端滑模控制中存在的收敛速度慢及控制输入抖振的问题，本段落提出了一种结合复合滑模面函数与扩张状态观测器的控制器设计方法。首先通过引入分阶段控制律并利用复合滑模面来加快系统的响应速度；其次，在此基础上应用扩张状态观测器在线估计和补偿系统中的不确定因素，以减轻未建模动态效应引起的抖振现象。最后证明了上述两种策略在有限时间内均能实现快速收敛的效果。仿真结果表明所提方法的有效性，并展示了其具备的快速收敛能力和强大的鲁棒性能等优点。
     
  • 基于改良指数趋近律的PMSM滑模控制（2014年）
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    本文提出了一种基于改良指数趋近律的永磁同步电机(PMSM)滑模控制系统。改进算法提升了系统的响应速度和鲁棒性，适用于高精度工业应用。 基于永磁同步电机的动态数学模型设计了一种调速系统，采用转子磁场定向（id=0控制）与空间矢量脉宽调制（SVPWM）相结合的矢量控制方法，并且速度调节器采用了改进型指数趋近率滑模控制策略。为了降低负载扰动的影响，提出并应用了负载转矩观测器对控制信号进行补偿处理。 通过Matlab仿真测试表明，相较于传统的指数趋近率滑模控制器，采用改进型指数趋近率的滑模控制系统能够显著提高系统的静态和动态性能以及鲁棒性；同时，所设计的转矩观测器能准确地识别负载转矩，并对扰动进行实时补偿。
     
  • 基于趋近律的滑模控制MATLAB仿真
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    本研究采用趋近律方法设计滑模控制器，并利用MATLAB进行仿真分析，验证其在系统控制中的有效性与稳定性。 基于趋近律的线性滑模MATLAB仿真可以实现四种不同趋近律的模拟，供学习参考。
     
  • 非奇异终端滑模控制系统的設計方法
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    本研究探讨了非奇异终端滑模控制的设计与实现，提出了一种新的算法以提高系统响应速度和鲁棒性，适用于复杂动态环境中的精确控制。 本段落提出了一种全局非奇异终端滑模控制器，适用于带有参数不确定性和外部扰动的二阶非线性系统。证明了该系统的状态能够从任意初始位置在有限时间内进入滑模，并且同样能在有限的时间内达到平衡点。此外，分析了终端滑模控制对不确定性系统的跟踪精度，并推导出系统跟踪误差与用于消除抖振的饱和函数宽度之间的数学关系。根据所需的跟踪精度可以设计合适的饱和函数。仿真结果验证了所提出方法的有效性。
     
  • 一种持续非奇异的快速终端滑模控制策略
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    本研究提出了一种新颖的控制策略，旨在实现系统的快速稳定响应。通过采用连续而非奇异的设计方法，该策略有效避免了传统滑模控制系统中的抖振问题，并确保了动态过程的高效与精确性。 为了解决现有终端滑模控制算法在收敛速度及抖振方面的问题，本段落提出了一种连续非奇异快速终端滑模控制方法。该方法采用变系数双幂次趋近率与非奇异快速终端滑模面相结合的设计方式，旨在提升系统状态在接近和稳定阶段的收敛效率。通过Lyapunov稳定性理论证明了所提出的控制策略能够在扰动条件下使状态轨迹于有限时间内迅速进入一个特定区域。相较于传统方法，本段落提出的连续性控制方案能够有效抑制抖振现象，并提供更高的控制精度。最后，将该算法应用于光电稳定平台并通过仿真验证其有效性。
     
  • 基于趋近律的滑模控制MATLAB程序与模型文件
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    本资源提供了一套基于趋近律原理设计的滑模控制系统MATLAB实现代码及仿真模型，适用于研究和教学用途。 一个简单的基于趋近律的滑模控制MATLAB程序及模型文件已亲测可以运行，有疑问可留言交流。
     
  • 基于双幂次趋近律的滑模控制技术方法
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    本研究提出了一种创新性的滑模控制策略，采用双幂次趋近律优化系统性能，有效提升了动态响应速度和抗干扰能力，在复杂控制系统中展现出广泛应用前景。 为解决滑模控制中传统趋近律存在的抖振及收敛速度慢的问题，本段落提出了一种基于特定双幂次趋近律的改进滑模控制策略。这种新的趋近律具备全局快速且固定的收敛特性，并确保了无论初始条件如何，其收敛时间都有一个与系统初值无关的上限值。此外，在面对有界集总扰动的情况下，该方法能够使滑模及其一阶导数在有限时间内达到并保持在一个稳定的误差界限内。通过仿真分析验证了此改进策略的有效性。
     
  • 基于新型趋近律的自适应滑模控制方法
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    本研究提出了一种基于新型趋近律的自适应滑模控制策略，有效改善了系统的响应速度与抗扰动能力，适用于复杂动态环境下的精准控制。 首先利用特殊幂次函数与反双曲正弦函数构造一种新型滑模变结构控制趋近律；然后采用该趋近律设计自适应滑模控制律，并证明系统的误差会渐进收敛。通过仿真实验发现，在存在时变转动惯量和摩擦力矩扰动的情况下，这种自适应滑模控制系统具有较高的位置与速度跟踪精度，并且有效减少了控制输入信号的高频震颤现象；同时，使用反双曲正弦函数的自适应律能够更好地平滑系统转动惯量估计值，减小了控制输入信号的幅值。
     
  • 考虑攻击角度限制的非奇异终端滑模固定时间收敛制导律
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    本研究提出了一种新型制导律，结合非奇异终端滑模与攻击角度限制，确保了在固定时间内实现精确跟踪目标，具有快速响应和强鲁棒性。 针对拦截机动目标的末制导问题，设计了一种带攻击角度约束的末制导律。该制导律采用一种新型固定时间收敛非奇异终端滑模面，在解决终端滑模面奇异性的同时保证了滑模面、弹目视线角和弹目视线角速率在固定时间内快速收敛，并确保收敛时间上界独立于初始条件，可预先设定。相较于传统固定时间收敛控制方法，这种制导律通过调整趋近率指数加快了系统的响应速度。 为了应对目标机动引起的未知扰动影响，引入了一种扩张状态观测器进行实时估计和补偿，增强了系统鲁棒性并减少了颤振现象的发生。最终仿真结果表明所提出的末制导律能够实现不同攻击角度下的有效拦截，并且相比其他制导方法，在收敛速率、导弹拦截时间和精度上都有显著优势。