能耗优化亚最优滑模控制的设计与应用

最近提出的能耗优化亚最优滑模控制（energy-saving extension of the sub-optimal sliding mode control, 简称ES-SOSMC）在文献中已有两百多五十年的研究历史，采用控制关闭模式，在有限时间收敛过程中实现能耗节省。该新型能耗优化算法（称为ES-SOSMC）适用于滑变量与开关控制之间相对度为二、且控制幅值受限的系统，匹配的上界扰动无需连续。本章节讨论ES-SOSMC的设计与实际应用。回顾了通过对能耗代价函数进行受约束最小化来参数化ES-SOSMC的方法，这一方法保证总能耗低于传统SOSMC。同时，考虑到附加（执行器）动力学导致的残余稳态振荡（chattering）问题。一个用于扫描和加工粗糙表面的应用实例，演示了该控制在需要与移动表面接触并实现刚性位置控制的场景下的实际适用性。本文将ES-SOSMC与SOSMC进行比较，通过等效的跟踪与稳定性能比较，评估其在燃料消耗标准下的能耗节省性能。