平滑有限时间跟踪控制器

消除颤振与奇异

针对控制系数和模型参数均时变且未知的严反馈非线性系统,通过变量冻结法和分数幂自适应律,在平滑控制设计中同时消除了经典有限时间控制中的奇异问题和颤振现象。

guoqing劉 · Chen, Kaiwen · 陳暘暘

Systems and Control Letters 2024

技术优势

无颤振控制

控制器和滤波器采用光滑的类符号函数形式,避免了传统方法中不连续符号函数引起的颤振现象,使控制信号连续可微,更适合实际执行器。

避免奇异问题

通过光滑的类符号函数设计,避免了传统有限时间控制器中对虚拟控制律求导时可能出现的分母为零或无穷大的奇异问题,提高了算法的数值稳定性和可实现性。

时变参数自适应

采用基于变量冻结法的分数幂自适应更新律,能够在线估计并补偿时变未知的控制系数和模型参数,无须提前知道参数变化范围或上界。

有限时间收敛

跟踪误差被证明是有界的,并且能够在有限时间内收敛到期望的紧集,收敛时间不依赖于系统初始状态,适合对快速性有要求的任务。

应用场景