摘要
目前，滑模控制由于其响应速度快、鲁棒性强、能够有效地处理不确定性和干扰等优点而受到越来越多的关注，并应用于许多控制系统。本文的主要研究领域为高阶滑模结合障碍函数。相较于传统滑模，高阶滑模解决了传统滑模固有的抖振问题，能较好的提高稳态精度，而障碍函数无需知道有关导数上界的详细信息，能避免控制增益被高估。眼下，将两者的优势进行结合已是当前研究的热点。 本文首先提出了一种基于半正定型障碍函数的二阶快速非奇异终端滑模控制方法。该方法结合了半正定型障碍函数、二阶滑模以及快速非奇异终端滑模的优势。消除了对滑动变量初始条件的依赖，在低幅值模式下实现了对控制器增益的自适应调整。同时，在无抖振模式下，在不知道扰动上界的情况下，将滑动变量和系统误差（及其导数）在有限时间内收敛到预定区域。 其次针对一类具有执行器饱和的不确定非线性系统，又提出了一种新的基于半正定型障碍函数的自适应递归终端滑模控制方法。该方法结合了自适应递归终端滑模和半正定型障碍函数的优势，在执行器饱和与外部扰动存在的情况下，不仅可以调高系统的收敛速度和跟踪精度，还可以更好的防止执行器饱和。此外，考虑到系统突然遭受极大的扰动时，使用半正定型障碍函数可能会产生无限大增益这一脱离实际问题，还提出了一种修订的障碍函数控制增益形式，实现了对最大控制增益的限制，进一步优化了控制方法。 最后，采用MATLAB和LabVIEW联合调试的方式，对多缸液压机的实物对象进行了实验，证明了所提控制策略在实际系统中的有效性。 综上所述，本文所提出了三种控制方法都可以使滑动变量和系统误差（及其导数）在有限时间内收敛到预定区域。并且给出了详细的稳定性分析，证明了算法的可行性，同时能较好的应用于实际系统，进一步推动了滑模控制的研究与发展。
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