非线性不确定系统的鲁棒滑模观测器设计

资 源 简 介

非线性不确定系统的鲁棒滑模观测器设计

详 情 说 明

非线性不确定系统的鲁棒滑模观测器设计是控制领域的重要研究方向，尤其适用于存在建模误差或外部干扰的场景。滑模观测器的核心思想是通过设计特殊的滑动模态，使系统状态在有限时间内收敛到预设的滑模面，从而实现对不可测状态的精确估计。

在设计过程中，首先需要建立非线性系统的数学模型，并明确系统的不确定性边界。通过引入滑模控制律，可以强制系统轨迹在滑模面上运动，此时观测误差将趋于零。为了抑制高频抖振现象——滑模控制的固有挑战，通常采用饱和函数或边界层方法对控制信号进行平滑处理。

MATLAB作为强大的数值计算工具，非常适合实现此类算法。仿真时需重点关注Lyapunov稳定性分析，这是验证观测器收敛性的关键步骤。通过调整滑模增益和边界层厚度等参数，可以在估计精度和抗干扰性之间取得平衡。

实际应用中，这类观测器可扩展至故障诊断、机器人定位等领域。其优势在于对参数摄动和外部扰动的不敏感性，但计算复杂度会随系统维度增加而显著升高，这是后续优化的重点方向。