引用本文:孙训红,陈维乐,都海波,李世华.基于输出反馈和滑模控制的一类二阶非线性系统 有限时间镇定方法[J].控制理论与应用,2021,38(11):1727~1734.[点击复制]
SUN Xun-hong,CHEN Wei-le,DU Hai-bo,LI Shi-hua.Finite-time stabilization method for a class of second-order nonlinear systems based on output feedback and sliding mode control[J].Control Theory and Technology,2021,38(11):1727~1734.[点击复制]
基于输出反馈和滑模控制的一类二阶非线性系统 有限时间镇定方法
Finite-time stabilization method for a class of second-order nonlinear systems based on output feedback and sliding mode control
摘要点击 1935  全文点击 615  投稿时间:2021-08-24  修订日期:2021-11-16
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DOI编号  10.7641/CTA.2021.10782
  2021,38(11):1727-1734
中文关键词  有限时间控制  输出反馈  非分离原理  不确定非线性系统  未知外部扰动  非连续控制
英文关键词  finite-time control  output feedback  non-separation principle  uncertain nonlinear system  unknown external disturbance  discontinuous control
基金项目  国家自然科学基金项目(62073113, 62003122, 62025302, 61673153), 安徽省自然科学基金项目(2008085UD03, 1808085MF180), 中央高校基本科 研业务费项目(PA2020GDKC0016)资助.
作者单位E-mail
孙训红 合肥工业大学 xunhong.sun@mail.hfut.edu.cn 
陈维乐 合肥工业大学  
都海波* 合肥工业大学 haibo.du@hfut.edu.cn 
李世华 东南大学  
中文摘要
      本文研究了一类具有不确定非线性动力学和未知外部扰动的二阶非线性系统的全局有限时间输出镇定问 题. 首先, 提出了一种全局状态反馈有限时间控制器, 实现了二阶非线性系统的有限时间镇定. 为了解决只有系统输 出可用这种更有挑战性的情况, 采用了一种新颖的设计思想, 即非分离原理. 构造了一个有限时间收敛的状态观测 器来估计未知状态. 在此观测器的基础上, 提出了一种基于输出的有限时间复合控制器. 基于李雅普诺夫方法, 证明 了整个闭环系统的全局有限时间稳定性. 仿真结果表明了理论的有效性.
英文摘要
      In this paper, the global finite-time output stabilization problem for a class of second-order nonlinear systems with uncertain nonlinear dynamics and unknown external disturbances is studied. First, a global state-feedback finite-time controller is proposed. In order to solve the more challenging situation where only the output of the system is available, a novel design idea, the non-separation principle, is adopted. A finite-time-convergent state observer is constructed to estimate the unknown states. Based on this observer, a finite-time compound controller based on output is proposed, and the global finite-time stability of the whole closed-loop system is proved by the Lyapunov method. Simulation results show the validity of the theory.