控制输入受限的准全控制利用率有限时间稳定控制

来源期刊：控制与决策2020年第5期

论文作者：蒲明 袁建英

文章页码：1039 - 1051

关键词：输入受限;有限时间稳定控制;控制利用率;非线性控制系统;终端滑模控制;加幂积分控制;有限时间backstepping控制;

摘    要：针对控制输入受限的非线性系统,分6种情况证明有限时间稳定控制器（finite time stable controller, FTSC）作用下的系统状态收敛速度在论域空间中每一点必快于非有限时间稳定控制器（non-FTSC, NFTSC）作用下的系统状态收敛速度,并给出每一类情况下设计参数应满足的充分性约束条件,同时证明这些条件的存在性.在此基础上,提出全控制利用率控制器（CCUC）的定义,证明CCUC必然引起抖振,进而提出准全控制利用率控制器（QCCUC）设计的思想,并证明控制输入受限条件下, FTSC的控制利用率必优于任意快速FTSC（FFTSC）,即具有更优的控制性能,从而得到一系列关于参数优化的结论.理论证明的结论通过图表、数例和仿真得到了验证.所得结论对终端滑模控制、加幂积分控制、有限时间稳定backstepping控制等多种FTSC均广泛适用.