基于高阶滑模控制与观测的鲁棒跟踪与模型跟随控制器：以磁悬浮系统应用为例
最优化与控制
2020-07-14 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
本文研究具有不确定性的线性时不变（LTI）系统的鲁棒跟踪与模型跟随（RTMF）控制器设计。该控制器基于二阶滑模（SOSM）算法（超扭曲算法），其为高阶滑模（HOSM）族中最有效且最流行的算法。超扭曲算法（STA）的使用消除了传统滑模控制中出现的抖振问题，同时保留其鲁棒性。所提鲁棒跟踪控制器能在时变不确定参数与外源扰动存在时保证跟踪误差的渐近稳定性。最后，该策略被应用于本质不稳定且非线性的磁悬浮系统（MagLev）。在将该 RTMF 控制器用于 MagLev 系统时，采用超扭曲观测器（STO）估计不可直接测量的未知状态即小球速度。研究发现，基于 STA-STO 对的 RTMF 控制器不足以利用连续控制对所选滑模面实现 SOSM。作为补救，实现了基于 STA 的连续 RTMF 控制器与高阶滑模观测器（HOSMO）配合。给出仿真与实验结果以说明所提控制器-观测器对的有效性。
引用
@article{arxiv.2007.05750,
title = {Robust Tracking and Model Following Controller Based on Higher Order Sliding Mode Control and Observation: With an Application to MagLev System},
author = {Siddhartha Ganguly and Manas Kumar Bera and Prasanta Roy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.05750},
year = {2020}
}
备注
11 pages, 16 figures