一类带有不匹配干扰的非线性系统滑模控制器设计

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随着系统控制精度的不断提高,非线性系统抗干扰问题变得越来越重要。滑模控制方法由于其优越的鲁棒性在处理干扰的问题中一直备受关注。传统的滑模控制方法对匹配的干扰具有很好的鲁棒性,但是对于不匹配的系统干扰就显得尤为不足。因此,本文针对非线性系统不匹配干扰问题,在非线性系统T-S模糊模型的基础上提出了基于扰动观测器的自适应滑模控制设计方法。主要研究成果如下:1、在系统输入矩阵满秩的前提下提出了基于奇异值分解和扰动观测器的自适应滑模控制方法。该方法将扰动估计值信息和自适应的知识与滑模控制方法的设计相结合,相较于传统的基于奇异值分解的滑模控制策略该方法对系统不匹配干扰问题具有更好的抑制效果;2、针对奇异值分解带来的约束问题提出了基于扰动观测器的自适应滑模控制方法。该方法直接在原有系统上进行控制,具有更小的约束和更大的适用范围;3、考虑积分滑模对扰动可全程抑制的优点提出了基于扰动观测器的自适应积分滑模控制方法。该方法不仅可以消除传统滑模控制中的到达阶段且在一定程度上解决了系统不匹配干扰的抑制问题,相较于传统的积分滑模该方法对抖振问题的处理效果尤为显著。相较于传统的滑模控制方法,本文所提出的基于扰动观测器的自适应滑模控制策略主要有以下优点:首先,基于扰动观测器的滑模控制设计方法可以一定程度上解决系统不匹配干扰的抑制问题;其次,该方法对于抖振问题具有更好的处理效果。本文最后通过仿真验证,针对带有不匹配干扰的非线性系统控制问题,通过与传统的滑模控制方法比较验证了上述方法的优越性。
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