MATLAB滑模控制非线性不确定参数系统鲁棒控制器仿真项目

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，针对参数不确定的非线性系统设计滑模鲁棒控制器。通过稳定性分析与系统建模，实现了强抗干扰能力，并提供完整的仿真验证框架，适用于复杂控制场景研究。

详 情 说 明

基于滑模控制的非线性不确定参数系统鲁棒控制器设计与仿真

项目介绍

本项目致力于解决非线性系统在部分参数未知和存在外部干扰情况下的鲁棒控制问题。通过采用滑模控制（Sliding Mode Control, SMC）方法，设计了一种具备强鲁棒性和优异抗干扰能力的控制器。项目完成了从系统建模、控制器设计、稳定性证明（基于李雅普诺夫方法）到仿真验证的全流程，并提供了直观的可视化界面用于分析控制性能。

功能特性

• 鲁棒控制器设计：核心采用滑模控制策略，确保系统在参数不确定性和外部干扰下仍能保持稳定和良好的跟踪性能。
• 非线性系统处理：能够对复杂的非线性系统进行建模与分析。
• 稳定性证明：利用李雅普诺夫直接法，严格证明了闭环系统的全局渐近稳定性。
• 抗干扰能力：控制器设计考虑了有界的外部干扰，具备强大的干扰抑制能力。
• 综合性能分析：提供系统状态跟踪、控制输入、滑模面动态、稳定性指标等多种可视化图表和量化性能指标。

使用方法

1. 配置系统参数：在指定区域设置已知的非线性系统动力学模型结构。
2. 设定不确定性：定义未知参数的边界条件以及外部干扰的模型或特性。
3. 设置控制目标：输入期望的系统参考轨迹（可设置为固定点或时变信号）。
4. 调整控制器参数：根据系统特性调整滑模面参数、切换增益等，以平衡收敛速度与抖振。
5. 运行仿真：执行主程序，开始仿真计算。
6. 分析结果：查看生成的各类图表和性能报告，评估控制器的跟踪效果、鲁棒性和稳定性。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 软件环境：MATLAB R2018a 或更高版本
• 必要工具箱：控制系统工具箱 (Control System Toolbox)，Simulink（用于部分高级仿真）

文件说明

主程序文件作为整个项目的核心入口与调度中心，其功能高度集成。它主要负责初始化非线性系统模型，设定包含未知参数和外部干扰的不确定性场景，并定义期望的跟踪轨迹。在此基础上，该文件实现了基于滑模控制理论的鲁棒控制器算法，运用李雅普诺夫方法进行在线稳定性判定与控制器参数更新。最后，它还承担了动态仿真执行、多维度结果（包括状态响应、控制输入、滑模面动态等）的可视化绘制以及抗干扰性能指标计算与输出的任务。