控制与决策

作者：高升,张伟,郭延宁

单位：中国科学院沈阳自动化研究所 机器人学国家重点实验室，沈阳 110016;中国-葡萄牙星海“一带一路”联合实验室，上海 200120,,中国科学院沈阳自动化研究所 机器人学国家重点实验室，沈阳 110016,,哈尔滨工业大学 航天学院，哈尔滨 150001,

关键词：预设性能控制;容错控制;固定时间稳定性;输入饱和;非奇异终端滑模;不确定机器人系统

基金：国家重点研发计划项目(2022YFE0204600)；国家自然科学基金项目(62473110)；辽宁省自然科学基金面上项目(2024-MSBA-80)；机器人学国家重点实验室自主课题项目(2025-Z01-05)；中国科学院沈阳自动化研究所基础研究计划项目(2022JC3K03).

研究考虑执行器故障与控制输入饱和的不确定机器人系统高性能轨迹跟踪控制问题, 提出一种基于非奇异终端滑模控制框架的固定时间预设性能容错控制器. 首先, 设计一种新颖的固定时间预设性能函数, 同时保证机器人轨迹跟踪位置误差稳态精度与瞬态性能的状态约束要求; 然后, 基于设计的改进预设性能函数与非奇异终端滑模控制策略, 提出一种考虑执行器部分失效故障与输入饱和非线性的固定时间预设性能容错控制方法, 保证闭环系统具有更快的瞬态响应性能、更高的稳态精度以及更强的鲁棒性; 接着, 利用Lyapunov稳定性理论证明机器人轨迹跟踪位置误差的固定时间稳定性, 同时满足设定的预设性能; 最后, 通过双关节机器人仿真算例与实验验证所提出方法的正确性和有效性.

来源：2025年第9期

《控制与决策》期刊编辑部

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