【CN109946973A】一种结合快速终端滑模和线性滑模的组合滑模控制方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910292381.8

(22)申请日 2019.04.12

(71)申请人 东北大学

地址 110169 辽宁省沈阳市浑南区创新路

195号

(72)发明人 赵海滨　陆志国　刘冲　于清文　

(74)专利代理机构 北京易捷胜知识产权代理事

务所(普通合伙) 11613

代理人 韩国胜

(51)Int.Cl.

G05B 13/04(2006.01)

(54)发明名称

一种结合快速终端滑模和线性滑模的组合

滑模控制方法

(57)摘要

本发明涉及一种结合快速终端滑模和线性

滑模的组合滑模控制方法，包括如下步骤：S1、对

于带有建模不确定和外部干扰信号的二阶非线

性系统方程，分别建立快速终端滑模控制器方程

和线性滑模控制器方程；S2、建立快速终端滑模

控制器方程和线性滑模控制器方程的切换规则，

用以快速切换快速终端滑模控制器方程和线性

滑模控制器方程；所述步骤S1还包括如下子步

骤：S101、确定带有建模不确定和外部干扰信号

的二阶非线性系统方程；S102、借助于步骤S101

中的二阶非线性系统方程，分别建立快速终端滑

模控制器方程和线性滑模控制器方程。本发明提

供的方法能够将快速终端滑模控制器和线性滑

模控制器相结合，既能保持较快的收敛速度又能

避免奇异问题。权利要求书2页 说明书9页 附图5页CN 109946973 A 2019.06.28

C N 109946973

A

1.一种结合快速终端滑模和线性滑模的组合滑模控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、对于带有建模不确定和外部干扰信号的二阶非线性系统方程，分别建立快速终端滑模控制器方程和线性滑模控制器方程；

S2、建立快速终端滑模控制器方程和线性滑模控制器方程的切换规则，用以快速切换快速终端滑模控制器方程和线性滑模控制器方程。

2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述步骤S1还包括如下子步骤：

S101、确定带有建模不确定和外部干扰信号的二阶非线性系统方程；

S102、借助于步骤S101中的二阶非线性系统方程，分别建立快速终端滑模控制器方程和线性滑模控制器方程。

3.根据权利要求2中所述的方法，其特征在于，

所述步骤S2还包括：

采用快速终端滑模控制器方程对二阶非线性系统方程进行平衡控制，当状态变量接近平衡状态时，将快速终端滑模控制器方程切换为线性滑模控制器方程对二阶非线性系统方程进行平衡控制。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S101中带有建模不确定和外部干扰信

号的受控二阶非线性系统方程为：

其中，x 1和x 2为系统的状态变量，x＝[x 1,x 2]T ，f(x ,t)为连续函数，g(x ,t)为连续函数，且g(x ,t)≠0，t为时间；Δf(x)为建模不确定，d(t)为外部干扰信号，u为控制输入。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S102还包括：

建模不确定Δf(x)和外部干扰信号d(t)均有界，即：

|Δf(x)|+|d(t)|≤d 1 (2)

其中，d 1为建模不确定和外部干扰信号的上界，且d 1≥0；

在快速终端滑模控制器方程中，建立快速终端滑模面为：

s 1＝x 2+c 1x 1+c 2|x 1|r sgn(x 1) (3)

其中，c 1，c 2和r为常数，且c 1＞0，c 2＞0，0＜r＜1；

在快速终端滑模控制器方程的建立中，

采用的指数趋近律为：

其中，k 1和k 2为常数，且k 1＞0，k 2≥d 1；

采用公式(3)的快速终端滑模面和公式(4)的指数趋近律，建立快速终端滑模控制器方

程为：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S102还包括：

在线性滑模控制器方程中，建立线性滑模面为：

s 2＝x 2+c 3x 1 (6)

权　利　要　求　书1/2页2CN 109946973 A