基于快速非奇异终端滑模的隧道工程车辆轨迹跟踪研究

来源：电子测量技术杂志2023年第6期北京时间：

作者：黄陶陶，刘放，宋泽鹏

单位：1.西南交通大学唐山研究院 唐山 063000; 2.西南交通大学机械工程学院 成都 610036

摘要：针对工程车辆轨迹跟踪控制方法中存在的跟踪精度低、响应速度慢、易抖动等问题，提出了一种鲁棒的非奇异快速终端滑模控制方法。首先，建立工程车辆的运动学模型和位姿误差模型。考虑到传统终端滑模存在的奇异性问题，设计了积分型非奇异快速终端滑膜控制器，使系统误差在快速收敛的同时抑制了控制器的抖振。其次考虑到传统趋近律趋近速度慢等问题，基于反步法分别设计了线速度和角速度控制律，并选用fal函数和反双曲正弦函数组合来设计趋近律，提高了系统的稳定性和趋近速度并且削弱了滑模控制的抖振。最后在Matlab软件中和传统的非奇异终端滑模控制器控制效果进行对比实验仿真。实验结果表明，与传统的非奇异终端滑模控制器相比，本文提出的非奇异快速终端滑模控制策略在跟踪精度和不同运动的鲁棒性方面具有明显的优势。

关键词：隧道工程车辆;轨迹跟踪;趋近律;快速终端滑膜控制;非奇异性