非线性系统的动态面自抗扰控制器设计及应用

发布时间：2019-02-14 10:46

【摘要】：针对一类具有严格反馈形式的非线性系统的控制问题,本文将动态面控制技术和自抗扰控制技术相结合,提出了动态面自抗扰控制算法。控制器包括三个功能:利用跟踪微分器给出期望信号以及其一阶导;利用扩张状态观测器估计外界扰动;扰动补偿。该控制器有效避免了传统反步法中出现的"微分爆炸"现象,并避免了控制器设计对系统数学模型的精确要求。依据李亚普洛夫稳定性理论进行控制器设计,并对扩张状态观测器和动态面部分进行了稳定性分析。通过水下无人航行器模型仿真,仿真结果表明:航迹误差在(-4,4)范围内,验证了该控制算法的有效性。
[Abstract]:In view of the control problem of a class of nonlinear systems with strict feedback, this paper combines the dynamic face control technology and the self-disturbance rejection control technology, and puts forward the dynamic surface self-disturbance rejection control algorithm. The controller includes three functions: using the tracking differentiator to give the desired signal and one of the order conduction; using the expanded state observer to estimate the external disturbance; and the disturbance compensation. The controller effectively avoids the "differential explosion" phenomenon in the traditional backstepping method, and avoids the precise requirement of the controller to design the system mathematical model. The stability analysis of the extended state observer and the dynamic surface part is carried out according to the Lyapunov stability theory. The simulation results show that the flight path error is in the range of (-4, 4), and the effectiveness of the control algorithm is verified.
【作者单位】： 哈尔滨工程大学自动化学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(51609046/E091002) 国防科技重点实验室基金项目(9140C270208140C27004) 中央高校基本科研业务费专项项目(HEUCFM170403)
【分类号】：TP273

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本文编号：2422137