控制理论与应用

作者：朱斌,孙瑞胜,陈洁卿,陈伟,严大卫

单位：南京理工大学能源与动力工程学院,南京理工大学能源与动力工程学院,南京理工大学能源与动力工程学院,南京理工大学能源与动力工程学院,中国运载火箭技术研究院

关键词：非仿射系统; 非匹配干扰; 预设性能函数(PPF); 扩张状态观测器(ESO); 滑模控制(SMC)

基金：国家自然科学基金项目(51809138), 中国博士后科学基金项目(2019M651837)资助.

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.

来源：2021年第6期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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