基于GPIO的连续滑模控制在带通信延迟的网络控制系统中的应用及其在伺服电机上的实验

为了处理在许多网络控制系统（NCS）中常见的输入和输出时间延迟，提出了一种新的鲁棒性连续滑模控制（CSMC）方案用于不确定的单输入单输出（SISO）网络控制系统的输出跟踪。该方案包含三个连续步骤。首先，虽然使用Pade近似（PA）可以有效处理这些系统中的网络引入延迟，但不匹配的干扰又成为控制设计中的另一个难题。其次，为了积极地估计这一不匹配的干扰，基于仅一个测量状态采用了一种广义比例积分观测器（GPIO）技术。第三，通过借助估计的不匹配干扰和状态构建新的滑模流形，合成了一种基于GPIO的CSMC，用以应对匹配和不匹配的干扰，以及网络引起的延迟。对所提出的基于GPIO的CSMC下的整个闭环系统的稳定性进行了详细分析。通过对Quanser的伺服模块进行不同测试条件下的运动控制的仿真和实验，验证了所提控制方法的良好跟踪效率和可行性。