控制理论与应用

作者：李擎,孙鹏,郭祥贵

单位：北京科技大学自动化学院北京市工业波谱成像工程技术研究中心,北京科技大学自动化学院北京市工业波谱成像工程技术研究中心,北京科技大学自动化学院北京市工业波谱成像工程技术研究中心

关键词：类故障模型;非线性干扰观测器;预设时间控制;滑模控制;未知故障方向;车辆队列

基金：雄安新区科技创新专项(2023XAGG0062),国家自然科学基金项目(62173028,62233015,62273033),广东省基础与应用基础研究基金项目(2024 A1515011493), 北京自然科学基金项目(4232060,IS23065), 科技部高端外国专家引进计划项目(G2022105026L,G2022105022L)资助.

针对车辆队列控制中存在的执行器死区、信号量化、非线性模型不确定性、未知外部干扰和执行器故障方向时变未知等问题,本文提出了一种基于类故障模型和非线性干扰观测器(NDO)的预设时间容错滑模控制(SMC)策略.将量化和死区模型转化为类故障模型,简化了控制器的设计.采用Nussbaum型函数解决了执行器故障方向未知问题.通过引入非线性干扰观测器准确地估计包括非线性不确定性和外部扰动等构成的集总干扰.此外,结合滑模控制和预设时间函数方法,实现了在预设时间内将队列跟踪误差限制在预定区域,同时避免碰撞并保持通信.最后, 通过数值仿真,验证了所提控制方案的有效性和优越性.

来源：2025年第8期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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