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Finite-Time Sliding Mode Control Design for Unknown Nonaffine Pure-Feedback Systems
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资源说明：滑模控制（Sliding Mode Control, SMC）是一种鲁棒控制策略，它通过设计控制使系统的动态响应沿预定的滑模面运动。滑模控制的特点是对外部扰动和内部参数变化有很强的鲁棒性，但是传统的滑模控制存在抖振问题，影响了控制性能和实际应用。而有限时间滑模控制（Finite-Time Sliding Mode Control, FTSMC）是一种改进的滑模控制策略，它能够在有限时间内将系统状态从任意初始状态驱动到滑模面并保持在滑模面，从而能够有效抑制抖振，提升控制性能。
本文的标题“Unknown Nonaffine Pure-Feedback Systems的有限时间滑模控制设计”表明研究的对象是具有非仿射形式的纯反馈非线性系统。在实际的控制系统设计中，存在着大量具有非仿射性质的非线性系统，这些系统在系统设计中，控制输入并不会线性出现。比如飞机动态、机械系统等。对于这类非仿射系统的控制设计，通常很难通过简单的反馈线性化技术或自适应反步技术来实现，因为这些技术都假定系统中控制输入是仿射的。
本文提出的控制方案是基于输出反馈控制的思路，它不仅能够保证系统的输出跟踪误差在有限时间内收敛，而且能够确保闭环信号是有界的。在这个控制方案中，提出了一种新颖的转换方法，可以将非仿射系统的状态反馈控制转换为严格反馈仿射系统的输出反馈控制。基于转换后的仿射系统，设计了一种新的有限时间滑模控制策略，该策略是连续的且不具有奇异性。
该控制方案的主要创新点包括：
1. 设计了一种新颖的控制策略，该策略基于滑模控制理论，能够降低对系统知识的需求，对于系统的动态特性在设计过程中是未知的情况仍然适用。
2. 提出了一种新的转换方法，该方法能将非仿射系统的状态反馈控制转换为仿射系统的输出反馈控制，简化了控制设计的复杂性。
3. 基于转换后的仿射系统，设计了一种新颖的有限时间滑模控制，它是连续且无奇点的，显著地提高了控制性能。
4. 所提出的控制方案简单易于实施，避免了传统的反步设计方法中“复杂性爆炸”的问题，成功实现了有限时间收敛。
在介绍部分，文章指出，在过去的十年中，复杂非线性系统的控制设计吸引了大量关注，并取得了许多突破性的成果，如反馈线性化技术和自适应反步技术等。然而，这些技术通常假定系统中的控制输入是仿射的，但实际中许多非线性系统具有非仿射结构，例如飞机动力学和机械系统等。对于非仿射系统，由于系统中的控制输入不是线性出现的，因此无法使用显式的控制设计来实现系统控制。
研究的意义在于，它为非仿射纯反馈非线性系统的控制提供了一种新的解决思路，该思路不仅理论价值高，而且实际应用前景广泛。例如，在飞行控制系统、机器人运动控制等众多领域都有着潜在的应用价值。因此，这项研究对于控制理论的发展和实际控制系统的设计都具有重要的意义。
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