中国安全科学学报

作者：雷荣华, 侯海良, 付晓东

单位：1 湖南工商大学 计算机学院, 湖南 长沙 410205；2 湘江实验室, 湖南 长沙 410002；3 清华大学 航天航空学院, 北京 100084

关键词：安全约束,不确定空间机器人(USR),二阶滑模,固定时间,紧急控制,输出约束

基金：湘江实验室重大项目(23XJ01009); 教育部人文社科基金资助(24YJCZH127); 湖南省社会科学基金资助(23YBQ088)

为解决具有时间约束和输出约束的不确定空间机器人(USR)系统安全约束问题,采用一种二阶滑模全局固定时间紧急控制方法,应用动量守恒定理和拉格朗日法建立USR的动力学模型;为实现安全输出目标,引入障碍Lyapunov函数,将系统误差限定在预设范围;在此基础上,估计系统不确定项的上界,并进一步考虑系统时间约束,借助加幂积分技术构造一种二阶滑模全局固定时间紧急控制器(GFEC)。结果表明:本文方法的控制精度均显著优于未考虑输出约束的终端滑模固定时间控制器,其均方根误差(RMSE)分别降低55.71%和56.45%,且能够确保USR系统的输出被严格限制在预设安全边界内,表明所设计控制方法跟踪性能的优越性。

来源：2025年第12期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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