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1、第39卷第5期自动化学报Vol.39,No.52013年5月ACTAAUTOMATICASINICAMay,2013线性自抗扰控制器的稳定性研究陈增强1孙明玮1杨瑞光1摘要研究了线性扩张状态观测器(Extendedstateobserver,ESO)的估计能力,并且分析了在线性自抗扰控制(Linearactivedisturbancerejectioncontrol,LADRC)下闭环系统的稳定性.对于系统模型未知的情形,给出了线性扩张观测器估计误差有界的证明,并通过分析得出了如下结论:在扩张状态观测器跟踪误差趋于零的前提下,在线性自抗扰
2、控制下的闭环系统可以实现对设定信号的精确跟踪以及输入-输出有界(Boundedinputandboundedoutput,BIBO)稳定.关键词自抗扰控制,线性自抗扰控制,扩张状态观测器,稳定性,输入-输出有界稳定引用格式陈增强,孙明玮,杨瑞光.线性自抗扰控制器的稳定性研究.自动化学报,2013,39(5):574¡580DOI10.3724/SP.J.1004.2013.00574OntheStabilityofLinearActiveDisturbanceRejectionControl111CHENZeng-QiangSUNMing
3、-WeiYANGRui-GuangAbstractThispaperinvestigatestheestimationabilityoflinearextendedstateobserver(ESO)andthestabilityoftheclosed-loopsystemunderthelinearactivedisturbancerejectioncontrol(LADRC).Theboundsoftheestimationtrackingerrorsforlinearextendedstateobserver(ESO)areprov
4、edwhenthemathematicalmodeloftheplantisnotgiven,andthefollowingresultsaregiven:undertheconditionthatthetrackingerrorofESOconvergestozero,theaccuratetrackingtothesetpointsignalandtheboundedinputandboundedoutput(BIBO)stabilitycanbeachievedfortheclosedloopsystemunderthecontro
5、lofLADRC.KeywordsActivedisturbancerejectioncontrol(ADRC),linearactivedisturbancerejectioncontrol(LADRC),extendedstateobserver(ESO),stability,boundedinputandboundedoutput(BIBO)stabilityCitationChenZeng-Qiang,SunMing-Wei,YangRui-Guang.Onthestabilityoflinearactivedisturbance
6、rejectioncontrol.ActaAutomaticaSinica,2013,39(5):574¡580基于状态观测器的估计理论在非线性系统控器和ESO都以线性形式实现,得到线性自抗扰控制中起着重要的作用[1¡2].韩京清提出的自抗扰控制器(Linearactivedisturbancerejectioncontrol,制(Activedisturbancerejectioncontrol,ADRC)LADRC),LADRC将控制参数降到4个,而且都技术是一种基于扩张状态观测器(Extendedstate有比较明确的物理意义,十分
7、便于工程应用,并且observer,ESO)的新型实用的非线性控制技术[3¡8].取得了很好的实际控制效果.更为重要的是,自抗自抗扰控制的三个主要组成部分:扩张状态观测扰控制的精髓在于它的实时估计和及时补偿.孙明器、跟踪微分器和非线性反馈结构中都使用了非玮等[11¡14]在导弹飞行控制系统的线性自抗扰控线性机制.使用非线性机制有其有利的一面(如更制器设计方面进行了深入探讨,并进行了仿真研高精度、更高的反馈效率等),但也给其理论分析究,但是没有进行稳定性分析.杨瑞光等和孙明玮和工程设计带来了较大困难,使用非线性反馈所等[15¡19]对一阶加
8、时延等典型环节的线性自抗扰控带来的稳态高增益容易在小信号引起抖动,同时制进行了性能分析,并给出了设计参数与控制器性控制设计参数过多(10个左右),并且非线性控制能的定量关系,但是针对一般的n阶
