基于自适应干扰观测器的输出反馈控制器设计

宋欣，王娜，b，何敏

(青岛大学 a.自动化学院; b. 山东省工业控制技术重点实验室，山东 青岛 266071)

0 引言

在复杂环境中,影响系统的干扰来自多方面,如测量噪声、未建模动态、建模误差及外部不同环境的干扰。这些干扰因素不仅影响系统的控制精度，而且破坏系统的稳定性。因此，已有文献尝试了许多控制策略，研究系统的抗干扰控制问题[1-2]。

为减少外部干扰对系统的影响，提高系统性能，最直接的办法是测量外部系统产生的干扰，利用干扰的测量值，在控制器中加入前馈补偿，抵消外部干扰对系统的影响。然而，干扰一般是不能直接测量得到的。为解决这个问题，干扰估计已经得到了业内人士的广泛关注，并且提出了许多解决方案，例如扩张状态观测器[3]、自适应估计[4]和等价输入干扰[5]等方法。20世纪80年代末，基于干扰观测器的控制方法(DOBC)被提出并广泛应用于控制系统中。在干扰观测器设计过程中，首要任务是确定观测器增益，使干扰估计误差快速收敛为0。为构造干扰估计动态误差系统，需要获得干扰的导数信息。文献[6]提出一种非线性干扰观测器，该观测器克服了线性观测器在摩擦补偿、独立关节控制等方面的缺点，在求解稳态误差时，假设干扰的导数为0，满足系统收敛条件，观测器能快速估计干扰。文献[7]提出一种滑模非线性观测器，假设未知干扰项上界已知，观测器能够在有限时间内估计系统状态和未知干扰。文献[8]假设外部系统模型中参数矩阵已知，提出一种基于全维观测器的输出反馈复合抗干扰控制方法，极大地提高了系统的抗干扰能力。……