Abstract—Sliding mode control (SMC)

Abstract—Sliding mode control (SMC) is attractive for nonlinear systems due to its invariance for both parametric and nonparametric uncertainties. However, the invariance of SMC is not guaranteed in a reaching phase. Integral SMC (ISMC) eliminates the reaching phase such that the invariance is achieved in an entire system response. To reduce chattering in ISMC, it was suggested that the switching element is smoothed by using a low-pass ﬁlter and an integral sliding variable is modiﬁed. This study discusses several crucial problems regarding the performance, modiﬁcation, and improvement of ISMC. First, the modiﬁcation of the integral sliding variable is revealed to be unnecessary as it degradestheperformanceofaslidingphase;second,ISMC is shown to be a kind of global SMC; third, it is manifested that a high-order ISMC design with super twisting involves a stability condition that may be infeasible in theory; ﬁnally, an efﬁcient solution is suggested to attenuate chattering in ISMC without the degradation of tracking accuracy and the solution is extended to the case with uncertain control gain functions. Comprehensive simulation results have veriﬁed the arguments of this study.

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摘要—滑模控制（SMC）由于对参数和非参数不确定性均具有不变性，因此对非线性系统具有吸引力。但是，在到达阶段不能保证SMC的不变性。集成SMC（ISMC）消除了到达阶段，从而在整个系统响应中实现了不变性。为了减少ISMC中的颤动，建议使用低通滤波器对开关元件进行平滑处理，并修改积分滑动变量。这项研究讨论了有关ISMC性能，修改和改进的几个关键问题。首先，由于没有必要修改积分滑动变量，因为它降低了滑动阶段的性能；其次，ISMC被证明是一种全局SMC。第三，可以看出，具有超扭曲的高阶ISMC设计涉及理论上可能不可行的稳定性条件。最后，提出了一种有效的解决方案，以在不降低跟踪精度的情况下减弱ISMC中的抖动，并将该解决方案扩展到具有不确定控制增益函数的情况。全面的仿真结果验证了本研究的论点。

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摘要—滑动模式控制（SMC）对非线性系统具有吸引力，因为它对参数和非参数不确定性的不变性。但是，SMC 的不变性在到达阶段并不保证。集成 SMC （ISMC）消除了到达阶段，从而在整个系统响应中实现了不变性。为了减少 ISMC 中的抖动，建议使用低通滤波器平滑开关元件，并修改积分滑动变量。本研究讨论了有关 ISMC 性能、修改和改进的几个关键问题。首先，对积分滑动变量的修改是不必要的，因为它会降低滑动阶段性能;其次，ISMC是一种全局SMC;第三，表现为高阶的SMC设计具有超扭曲，涉及一种理论上可能不可行的稳定性条件;最后，提出了一种有效的解决方案，在不降低跟踪精度的情况下，在 ISMC 中衰减颤动，将解决方案扩展到具有不确定控制增益功能的情况下。综合仿真结果验证了本研究的论点。

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滑模控制（SMC）由于其对参数和非参数不确定性的不变性，在非线性系统中有着广泛的应用前景。然而，在到达阶段不能保证滑模控制的不变性。积分滑模控制（ISMC）消除了到达阶段，使整个系统的响应达到不变性。为了减少ISMC中的抖振，建议使用低通滤波器对开关元件进行平滑处理，并修改积分滑动变量。本研究讨论了ISMC性能、改进和改进的几个关键问题。首先，积分滑动变量的修正是不必要的，因为它会降低滑动阶段的性能；其次，ISMC被证明是一种全局SMC；第三，证明了具有超扭曲的高阶ISMC设计存在理论上不可行的稳定性条件；最后，在不降低跟踪精度的前提下，提出了一种有效的抑制抖振的方法，并将其推广到控制增益函数不确定的情况。综合仿真结果验证了本研究的论点。<br>

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