高階非線性未知系統的ACPI控制方法

許惠清， 曾喆昭， 陳澤宇

(長沙理工大學電氣與信息工程學院，長沙 410000)

0 引言

非線性未知系統的控制問題一直是控制理論與控制工程領域的研究熱點問題之一。目前，針對非線性未知系統的主要研究方法有PID控制[1]、滑模控制(SMC)[2-5]、自適應神經網絡控制[6]、自適應模糊控制[7]及其各方法之間的復合控制[8-9]等。當系統內外擾動滿足匹配條件時，上述方法能夠較好地跟蹤控制，然而，其控制器結構復雜，計算量較大，且當干擾不再滿足匹配條件時，難以直接應用。針對一類含有非匹配干擾的非線性未知系統控制問題已有很多研究方果。文獻[10-11]將干擾觀測器與滑模控制相結合，對干擾進行估計和補償，提高系統的跟蹤控制效果。文獻[12]將有限時間干擾觀測器與多冪次積分型滑模控制策略相結合,并用于永磁同步電機的控制，通過積分型滑模面有效消除傳統滑模控制中的“抖振”現象，實現估計誤差在有限時間內收斂到零，然而控制器參數較多，計算量大。文獻[13-20]將反步控制與滑模控制相結合，有效解決了高階非匹配非線性系統控制問題。其中，文獻[13]通過引入低通濾波器避免傳統反步控制中存在的“微分爆炸”現象，并使用了一種積分終端滑模控制削弱控制器抖振；文獻[14-17]將反演控制與滑模控制相結合，并通過干擾觀測器消除非匹配干擾的影響，提高系統的收斂速度，然而，文獻[14]并不能很好地解決反步控制中的“微分爆炸”問題，文獻[16]需要依賴擾動觀測器的高增益參數；……