控制理论与应用

作者：朱玉强,刘振,朱全民,高存臣

单位：青岛大学 自动化学院,青岛大学 自动化学院,英国西英格兰大学 工学院,中国海洋大学 数学科学学院

关键词：机械臂系统; 有限时间收敛; 滑模控制; 模糊逻辑系统; 执行器故障

基金：国家自然科学基金项目(61803217, 62003231), 山东省自然科学基金项目(ZR2023MF029), 山东省高等学校优秀青年创新团队支持计划项目(20 22KJ142), 山东省泰山学者支持计划项目(TSQN202408163)资助.

针对带有执行器故障的不确定机械臂系统, 文中提出了一种基于模糊滑模的自适应有限时间容错控制方法, 以保证系统模型未知和外界扰动存在下期望轨迹的精确跟踪. 首先, 采用模糊逻辑系统对模型参数和外界扰动进行逼近, 以避免对系统精确模型的依赖. 其次, 利用自适应算法对故障信号、模糊逻辑系统逼近误差进行估计, 进而给出一种新的自适应模糊滑模控制器设计, 不仅能够较好地抑制系统的外界未知扰动, 保证闭环系统自适应参数估计误差的有界性, 而且可有效地克服执行器故障信号对机械臂跟踪性能的影响. 进一步地, 给出了系统滑模面的可达性分析, 并结合有限时间稳定性理论, 证明了系统位置跟踪误差信号可在有限时间内收敛到以零为中心的任意小邻域内, 然后指数收敛到零. 最后, 仿真结果表明, 在所设计的控制方法下, 闭环系统可实现较好的稳态和瞬态性能.

来源：2025年第6期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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