FNTSMC在复杂环境下的仿真研究

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：而由图6.11～图6.13可以看出，FNTSMC可以同时保证初始时段的快速性以及终端的有限时间收敛。对比图可知FNTSMC的抖振虽然明显优于LSMC，但仍然存在一定的抖振现象。图6.14FNTSMC滑模面和LSMC滑模面S1、S2与时间变量的关系图6.15FNTSMC控制量大量高频振荡存在于两种控制策略中，因此，虽然跟踪效果在一定程度上可以接受，但仍不能应用于实际的无人炮塔系统中。

在本小节中，我们给出了采用式（6.22）滑模面和式（6.32）的控制律的快速非奇异终端滑模的跟踪仿真实验。我们将仿真结果与文献[178]中的结果进行对比，对比文献中的线性滑模面选择为

为保证对比的公平性，两种方法的控制律均选择式（6.32）所示形式，且k1、σ和ρ取值一致。

快速非奇异终端滑模控制（FNTSMC）与线性滑模控制（LSMC）对水平向以及高低向的给定轨迹的跟踪结果如图6.11与图6.12所示，图6.13则给出了跟踪误差曲线。

我们知道，传统的非奇异终端滑模控制（TSMC）的设计是为了保证系统的状态量能在有限时间内收敛到平衡点。然而，TSMC的结构使得当系统状态远离平衡点时，收敛速度比线性滑模控制（LSMC）慢。而由图6.11～图6.13可以看出，FNTSMC可以同时保证初始时段的快速性以及终端的有限时间收敛。

此外，图6.14给出了两种算法的滑模面S1、S2与时间变量的关系图。

对比图可知FNTSMC的抖振虽然明显优于LSMC，但仍然存在一定的抖振现象。

图6.11　FNTSMC与LSMC对水平向轨迹的跟踪

图6.12　FNTSMC与LSMC对高低向轨迹的跟踪(https://www.chuimin.cn)

图6.13　FNTSMC与LSMC的跟踪误差

（a）水平向；（b）高低向

最后，我们给出了两种控制算法的实际控制量，如图6.15和图6.16所示。

图6.14　FNTSMC滑模面和LSMC滑模面S1、S2与时间变量的关系