控制与决策

作者：胡帅,秦耀,杨杰

单位：江西理工大学 电气工程与自动化学院，江西 赣州 341000;磁浮轨道交通装备江西省重点实验室，江西 赣州 341000,,江西理工大学 电气工程与自动化学院，江西 赣州 341000;磁浮轨道交通装备江西省重点实验室，江西 赣州 341000,,磁浮轨道交通装备江西省重点实验室，江西 赣州 341000;上海电机学院 电气学院，上海 201306,

关键词：扩张状态观测器;积分全局快速终端滑模控制;单点F轨悬浮系统;有限时间收敛;跟踪精度;鲁棒性

基金：“十四五”国家重点研发计划项目(2023YFB4302100)；国家自然科学基金项目(62063009)；江西省重大科技研发专项项目(20232ACE01011)；国家自然科学基金项目(52262050).

为解决具备多扰动、强耦合非线性特点的磁悬浮系统控制性能易受模型不确定性与外部扰动影响的问题, 提出一种基于扩张状态观测器的积分全局快速终端滑模控制方法(ESO-IGFTSMC). 首先, 搭建并分析单点F轨悬浮系统实验平台, 并基于此设计新型全局快速终端滑模面, 以确保系统可在有限时间收敛, 同时在滑模面中引入间隙误差的积分项, 以减小稳态误差并提高跟踪精度; 其次, 结合悬浮工况优化指数趋近律, 采用光滑连续可导的双曲正切函数替换传统符号函数, 可实现对传统滑模控制固有抖振问题的有效抑制, 并通过融合滑模面绝对值实现抖振抑制与收敛速度的协同优化; 然后, 将扩张状态观测器融入改进滑模控制架构, 通过实时估计并补偿系统的不确定性和外部扰动, 提高控制系统的鲁棒性的同时增强系统的动态性能; 最后, 通过对比仿真和实物实验对所提出方法进行验证, 结果表明该方法在控制精度、抗扰能力和收敛速度方面均具有显著优势.

来源：2026年第1期

《控制与决策》期刊编辑部

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