基于微分平坦的板球系统反步滑模控制

韩光信; 王嘉伟; 胡云峰

doi:10.19292/j.cnki.jdxxp.2024.02.010

吉林大学学报(信息科学版) ›› 2024, Vol. 42 ›› Issue (02) : 260 -268. DOI: 10.19292/j.cnki.jdxxp.2024.02.010

基于微分平坦的板球系统反步滑模控制

韩光信, 王嘉伟, 胡云峰

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摘要

为改善板球系统轨迹跟踪控制误差大，控制精度低的问题，提出了一种基于微分平坦的板球系统反步滑模控制方法。首先基于欧拉-拉格朗日方程建立板球系统的运动学模型，通过合理简化得到解耦线性状态空间模型。以X轴方向控制器设计为例，利用微分平坦技术获得系统的目标状态量以及前馈控制量，建立误差系统，进而采用反步法实现对误差系统的滑模控制，利用李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统的稳定性。算法中使用双曲正切函数抑制滑模的抖动，实现了对板球系统的轨迹高精度跟踪控制。仿真实验结果表明，该方法控制精度高，具有良好的控制效果。