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线性扩张状态观测器及其高阶形式的性能分析
  • ISSN号:1001-0920
  • 期刊名称:控制与决策
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:TP249.1[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京100191, [2]北京航空航天大学飞行器控制一体化技术国家重点实验室,北京100191
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(61175084);长江学者和创新团队发展计划项目(IRT13004);航空科学基金项目(2014ZA51002).
  • 相关项目:基于流水避石原理的复杂地形条件下无人机三维航路规划理论与方法研究
中文摘要:

扩张状态观测器(ESO)作为自抗扰控制(ADRC)的核心组件,其自身及高阶扩展形式的性能分析与评估至关重要.借助Lyapunov逆定理证明了任意扩张阶数下线性扩张状态观测器(LESO)重构状态误差的收敛性,并得出了观测误差上界与扩张阶数的定量关系式;在分别考虑扩张阶数、观测器带宽以及剪切频率的情况下,探讨了高阶及传统LESO的动态响应、干扰抑制能力与观测器参数间的关系;最后,结合改进的ADRC控制器,在估计能力、峰值现象的抑制、滤噪性能等方面对高阶及传统LESO进行了性能评估与仿真验证.所得出的结论可为ADRC应用中ESO的选取提供有效的理论依据.

英文摘要:

As the central component of active disturbance rejection control(ADRC), the performance analysis and evaluation on the linear extended state observer(LESt) and its extension case with higher extended order are of greatly significance. The convergence of the estimation error for LESt with any extended order is proved by utilizing Lyapunov's inverse theory. Simultaneously, the quantitative relationship between the upper bound of the estimated error and the extended order is derived. Under the consideration of the given extended order, bandwidth and the shear frequency, the relationships between parameters of the observer and the dynamic response, and disturbance attenuation ability are both analyzed. Finally, combined with enhanced controller of ADRC, the performance evaluation and simulation verification on LESt and its extension case are carried out and discussed with respect to the capability in estimation, the suppression of peaking phenomenon and noise attenuation. The obtained conclusion can provide a theoretical basis for the selection of ESO in the application of ADRC.

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期刊信息
  • 《控制与决策》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:东北大学
  • 主编:张嗣瀛 王福利
  • 地址:沈阳市东北大学125信箱
  • 邮编:110004
  • 邮箱:kzyjc@mail.neu.edu.cn
  • 电话:024-83687766
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-0920
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1124/TP
  • 邮发代号:8-51
  • 获奖情况:
  • 1997年被评为辽宁省优秀编辑部,1999年期刊影响因子在信息与系统类期刊中排名第二位
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:32961