自抗扰控制器在气压伺服系统中的鲁棒干扰抑制研究

"自抗扰控制器在气压伺服控制系统中的应用* (2007年)"，作者：王燕波、包钢、王祖温 在气压伺服控制系统中，为了提高系统的鲁棒性并增强对外部干扰的抑制能力，研究人员提出了一种自抗扰控制器（Auto-Disturbance Rejection Controller, ADRC）的应用方案。这种控制器是一种非线性控制器，其核心结构包括跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性状态误差反馈控制律三大部分。 1. 跟踪微分器：它的主要作用是估算系统输出的变化率，用于快速响应系统变化，提高控制系统的动态性能。通过这种方式，控制器能够更准确地预测系统未来的状态，从而提前进行控制决策。 2. 扩张状态观测器：这一部分能够实时监测系统的状态以及系统的扩张状态，即系统中未直接测量的变量。观测器通过估计这些不可直接获取的状态信息，实现全状态反馈，使得控制器能够补偿系统不确定性和外部干扰的影响。这样，即使系统模型存在不确定性，也能通过观测器进行有效的补偿控制。 3. 非线性状态误差反馈控制律：这是ADRC的核心控制策略，它根据系统状态和误差信息，设计出一个非线性的控制输入，以实现对系统误差的精确控制。由于其非线性特性，该控制律能够在系统工作范围内的各种工况下保持良好的鲁棒性，对内部系统不确定性以及外部干扰有较强的抑制效果。 在论文中，作者进行了仿真研究，结果显示，自抗扰控制器对于气动伺服系统的模型不确定性以及外部干扰具有较好的鲁棒性能，同时表现出优良的动态响应特性。这意味着，即使在面临模型不精确或外部环境变化的情况下，ADRC仍能确保气压伺服系统的稳定运行和高效控制。 关键词涉及了气压伺服系统、非线性控制、自抗扰控制器和扩张状态观测器，这表明论文深入探讨了这些领域的理论与实践结合，为气压伺服系统的控制提供了新的解决方案。 中图分类号：TP271.3，文献标志码：A，表明这篇论文属于工程技术领域，特别是自动化技术中的控制理论与应用。 自抗扰控制器在气压伺服控制系统中的应用是一项旨在提高系统性能和稳定性的重要技术，它通过独特的结构和算法设计，能够在面对不确定性时提供出色的控制效果。这项技术的实施对于提升工业设备的控制精度和适应性具有重要意义。