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申请/专利权人：淮阴工学院

摘要：本发明公开了一种智能物料车自适应滑模控制策略，针对存在外部扰动情况下，状态参数与控制增益未知、具有非对称约束的智能物料车系统，包括：依据车辆侧滑角和偏航率参数建立含非匹配扰动的横摆力矩动力学模型，设计滑模状态观测器和二阶固定时间扰动观测器，用于处理系统状态未知问题和补偿估计外部非匹配扰动；应用双层自适应机制，重建未知扰动上界，解决未知非线性控制增益难题；构造非对称障碍Lyapunov函数处理非对称约束；依据Lyapunov稳定性理论和固定时间稳定性判据，证明本发明提出的方法可行、有效。与现有技术相比，本发明所提控制策略可保证智能物料车系统在控制增益未知情况下固定时间稳定，并削弱抖振影响。

主权项：1.一种智能物料车自适应滑模控制策略，其特征在于，用于具有非对称输出约束的非线性系统自适应二阶滑模控制，包括以下步骤：步骤1：依据智能物料车侧滑角和偏航率参数，考虑外部扰动，建立含非匹配项和非匹配扰动的物料车横摆力矩动力学模型；具有非匹配项和非匹配扰动的非线性二阶滑模系统的模型如下： 式中，si∈R,i＝1,2是输出，即滑模变量，u∈R是控制输入；ft,x和gt,x为未知平滑函数；x为系统状态，t为时间，hs1为非匹配项，ct为非匹配扰动项；为设计一个基于观测器的固定时间虚拟控制器使状态变量s1和均能在固定时间内收敛到零，需要建立如下辅助系统，其中是的估计值；有：步骤2：构建滑模状态观测器和二阶固定时间扰动观测器，用于处理系统状态未知问题和补偿估计外部非匹配扰动；步骤3：提出双层自适应机制，采用两个自适应参数分别重建未知扰动上界和未知非线性控制增益；步骤4：构造含非对称输出约束的障碍Lyapunov函数，进而提出固定时间自适应二阶滑模方法，利用反步法递推设计虚拟控制器、自适应律和实际控制输入；步骤4.1：选取能够满足非对称输出约束的障碍Lyapunov函数，其表达式如下： 其中,p,r1,τ为满足p≥r10和τ0的实数，Lyapunov函数V1s1定义在区域D1＝{s1:-δ1siδ2}，δi,i＝1,2为不等的两个任意正实数；步骤4.2：虚拟控制器、自适应律、实际控制输入、固定时间控制器上界稳定时间T1如下，保证在不违反非对称输出约束的条件下，所有闭环系统参数满足最终一致有界： 其中，和v为虚拟控制器，u为控制输入，来源于状态观测器，其是的估计值，w2来源于扰动观测器，其是非匹配扰动ct的估计值；和为自适应律，β1，μ2，为大于0的正常数，ρ为能够找到的有界导函数，a满足条件p≥a≥r1；为一个光滑函数； Ki,ωi,i＝1,2的选择要分别使得矩阵是Hurwitz的；是s1的估计值，0vi+11,i＝1,2,3；k3,k40、L为观测器增益，N为正常数；次数αi满足以下关系：αi＝iα-i-1,i＝2,为任意小的常数； 为固定常数， 步骤5：依据Lyapunov稳定性判据，代入步骤4中的虚拟控制器、自适应律和实际控制输入，验证设计的控制参数满足闭环滑模系统变量最终一致有界；依据固定时间稳定性判据，验证设计的控制参数满足闭环滑模系统固定时间稳定，得到固定时间确定性表达式，确保控制性能指标满足设计要求。

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