摘要：针对含有非匹配干扰和未知动态的非仿射系统控制问题,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的改进滑模控制(SMC)方案.本文首先利用扩张状态观测器,将原系统转变为一个包含干扰的二阶积分级联系统,使含有未知动态的非仿射系统控制器设计问题转化为二阶积分级联系统的控制器设计问题,从而使得控制器在设计过程中不需要对对象模型完全已知.为了改善ESO的瞬态性能,提出了一种含有预设性能函数(PPF)的改进ESO,利用PPF对估计误差进行约束,抑制ESO收敛过程中的振荡和超调.其次,提出了一种带有修正项的改进滑模面,在降低ESO估计误差所带来的非匹配干扰影响的同时,也提高控制系统的收敛速度和跟踪精度.仿真算例表明,所提的改进ESO能够更快收敛,振荡次数显著减少,改进的滑模控制能够处理非匹配干扰的影响,并获得更快的收敛速度以及更高的跟踪精度.

摘要：针对一类非匹配受扰非线性系统在输出受限条件下的跟踪控制问题,本文在预设性能控制过程中引入非递归设计框架,提出了一种降维非递归预设性能控制方案,以缓解常用的递归预设性能控制过程中出现的复杂性爆炸问题,大幅简化了系统的控制器设计过程,便于实际工程应用.本文设计的降维非递归控制策略能够实现控制器设计过程与稳定性分析的分离,并且具有控制器形式简洁、控制参数选取机制简单的优点.最后,选取具有代表性的数值仿真和永磁同步电机位置跟踪控制实验阐释了所提出的控制策略的有效性及简洁性.

摘要：针对视线角速率与攻角都无法测量的高速拦截弹制导控制一体化(IGC)系统,提出一种新型基于部分状态反馈的控制器。首先,基于线性扩张状态观测器(LESO)同时观测不可测的中间状态与未知干扰。之后,基于反演控制(BC)设计控制器,反演算法中的虚拟及真实控制量都只使用已知状态与LESO观测的中间状态,避免使用不可测状态。此外,反演中还使用LESO估计的未知干扰进行补偿来提高控制器的鲁棒性。随后,基于lyapunov稳定性理论证明了整个闭环系统的稳定性。最后,将新方法与现有采用全状态反馈的IGC算法进行对比仿真。仿真结果表明,在不使用视线角速率与攻角的情况下,新方法依旧能够保证足够的拦截精度。

摘要：针对阀控电液位置伺服系统的非匹配干扰抑制问题,将滑模控制理论与反步递推控制器设计方法相结合,提出一种滑模反步递推控制方法;在滑模反步递推控制算法设计过程中,提出一种新的光滑连续的滑模控制律;对所提控制算法的稳定性及跟踪误差的收敛性进行理论及定量分析,并对该控制方法的可行性及有效性进行联合仿真验证。研究结果表明:该算法能够有效抑制未知非匹配干扰与输出抖动,其跟踪效果明显优于反步控制器以及PID控制器的跟踪效果。

摘要：为了提高BTT导弹自动驾驶仪在非匹配干扰影响下的系统性能,提出一种新型基于干扰补偿的抗尖峰滑模控制器(PDOSMC).所提出的PDOSMC不仅不需要非匹配干扰满足H2假设,还有效解决了高观测增益下估计尖峰引起现有干扰补偿滑模控制器(DOSMC)控制性能下降的问题.仿真结果表明,在都选取高观测增益的情况下,PDOSMC算法不仅能够取得与现有DOSMC算法相同的高控制精度,而且能够避免DOSMC算法中由估计尖峰所带来的控制饱和以及跟踪误差振荡.

摘要：针对非平面全驱动多旋翼无人机飞行时易受外部风场与未建模动态影响等问题,设计了鲁棒性较好的预测控制系统。采用牛顿-欧拉法构建了无人机六自由度非线性运动模型;设计了线性扩张状态观测器,将同时受匹配与非匹配干扰影响的无人机系统转化为仅受匹配干扰影响的等效系统,用以估计系统的状态变量;针对等效系统设计预测控制器以降低系统输出振荡和输入激增,设计干扰补偿器以提升闭环系统抗干扰的鲁棒性。仿真实验表明:与常规的非线性动态逆控制方法相比,该算法下的闭环系统具有更强的抗干扰能力与更高的轨迹跟踪精度。

摘要：文章针对非匹配干扰和噪声影响下伺服系统鲁棒跟踪控制问题,提出了一种基于改进等价输入干扰的模型预测控制方法.首先,设计了基于自适应滤波器的等价输入干扰估计器,其根据估计扰动特性调节滤波器带宽参数,解决了扰动估计性能和测量噪声衰减之间的权衡问题.其次,考虑扰动补偿残差对伺服性能的影响,设计了基于模型预测控制的鲁棒跟踪控制器.进一步,结合改进等价输入干扰和模型预测控制实现高性能伺服系统跟踪控制,并分析了闭环系统的鲁棒稳定性.最后,通过对比仿真和实验验证了所提方法在非匹配扰动和噪声影响下的有效性和优越性.

摘要：针对一类存在非匹配干扰和建模误差的高阶非线性系统,结合滤波反步控制方法,设计一种基于非线性干扰观测器的自适应反步非奇异终端滑模控制方案。首先,设计一种有限时间稳定的非线性干扰观测器,以此对非匹配干扰进行估计和补偿。采用反步控制处理高阶不确定非线性系统,结合动态面控制设计虚拟控制律,避免传统反步设计中存在的“微分爆炸”问题;第n步结合自适应控制和非线性干扰观测器,设计非奇异终端滑模控制律,消除建模误差和非匹配干扰对系统的影响。基于Lyapunov理论证明跟踪误差一致最终有界。仿真结果验证了所设计控制方案的有效性。

摘要：自由漂浮柔性空间机械臂的基座不受控,在外太空环境中不仅会受到如关节处摩擦力矩等匹配干扰的影响,还会受到如太阳辐射等非匹配干扰的影响。为了保证柔性空间机械臂系统的稳定及末端轨迹跟踪的精准,对其抗干扰控制方法进行研究。基于奇异摄动法,将柔性空间机械臂系统解耦为刚性与柔性子系统,将非匹配干扰转化为匹配干扰,以便在控制通道对其进行补偿。对分解后的两个子系统,分别设计了带有干扰补偿的计算力矩控制器和滑模控制器,分别实现末端轨迹跟踪和柔性模态快速镇定。通过仿真验证了所提控制方法的有效性。

摘要：为了提高大负载输出泵控电液伺服系统滑模控制方法对非匹配干扰的影响,采用反步法对系统非匹配干扰进行补偿,通过光滑连续一阶可导滑模技术来消除滑模与反步控制的冲突,并通过联合仿真验证滑模反步控制设计的准确性。研究结果表明:滑模反步控制器结果最接近参考信号,误差最小,表现出最优的稳定性。滑模反步控制器输出电流最小,波动效果最低,证明所设计的光滑连续滑模控制律有效地抑制了输出抖动。滑模反步控制器获得了比反步控制器和PID控制器更小的I_(MSE)和I_(APE),表明在控制器输出强度较低的条件下,利用滑模反步控制器达到了优于PID控制器与反步控制器的控制性能。滑模反步控制器则同时拥有反步控制与滑模控制的优点,不需建立精确模型也能够达到较好的控制性能。