基于分数阶滑模的海洋震源系统有限时间控制方法

摘要

为提升海洋勘探信号质量，本文研究了具有不确定性扰动的海洋可控震源系统的稳定控制问题。首先，针对海洋复杂工作环境引起的外部扰动和内部扰动，设计一种最佳的快速有限时间扩展状态观测器用于观测系统集总扰动，同时该观测器可以估计系统的状态变量；其次，为提高可控震源输出波形的稳定性，设计分数阶有限时间滑模面控制方案，减少位移误差和控制器输出抖振；再次，通过Lyapunov整数阶和分数阶定理证明所设计控制系统是快速有限时间稳定的；最后，仿真验证所设计的快速有限时间扩展状态观测器和分数阶有限时间滑模控制器结合方案的有效性和可行性。结果表明，观测器最大相对误差降低了29.5%,控制器抖振峰-峰值减小了25%。

关键词

海洋可控震源 / 电液系统 / 快速有限时间扩展状态观测器 / 分数阶滑模控制 / 有限时间控制