非仿射不确定系统自抗扰反演控制：应对非对称输入饱和

"该文主要探讨了一种针对非仿射不确定系统在存在非对称输入饱和情况下的自抗扰反演控制策略。作者高阳、吴文海和张杨在《控制与决策》期刊2020年第35卷第4期中详细阐述了这一方法。" 在非对称输入饱和下的非仿射不确定系统自抗扰反演控制问题中，研究重点在于如何处理系统的内在动态、外部扰动以及输入饱和限制。非仿射系统是指那些不能简单地表示为输入与状态之间线性关系的系统，这样的系统通常在实际工程中遇到，如机器人控制、航空航天和电力系统等领域。非对称输入饱和是指控制系统中的输入限制可能在不同方向上不均匀，这为控制设计带来了额外的挑战。 该论文提出的方法基于自抗扰控制思想，即通过直接从非仿射项中提取线性控制项，将非仿射系统转换为仿射非线性形式。这种转化有助于简化系统的控制结构，使其更易于处理。接着，引入扩张状态观测器来估计系统总的不确定项，包括内部动态和外部扰动的影响。扩张状态观测器是一种能扩展系统状态信息的工具，能有效地捕捉系统中的不确定性。 为了克服虚拟导数计算过程中可能出现的“计算膨胀”问题，文中采用了跟踪微分器。跟踪微分器可以估计未测量的高速变化信号，从而提高控制性能。在设计实际控制律时，利用双曲正切函数构建了一个辅助补偿系统，旨在处理由于输入饱和导致的控制量偏差。这种方法允许控制器在输入受限的情况下，依然能够提供有效的控制作用。 通过Lyapunov稳定性定理，作者证明了闭环系统的所有信号都是有界的，且跟踪误差可以渐近地收敛到原点的任意小邻域内。这意味着系统不仅稳定，而且能够精确跟踪期望的参考信号，即使在存在各种不确定性的情况下。 仿真比较结果显示，所提出的方法在应对非对称输入饱和和不确定性方面表现出良好的性能，并且具有一定的工程应用价值。这种方法与其他相关工作相比，可能在控制精度和鲁棒性上有显著优势，为实际系统控制提供了有价值的解决方案。 参考文献： 1. 高阳, 吴文海, 张杨. 非对称输入饱和下的非仿射不确定系统自抗扰反演控制[J]. 控制与决策, 2020, 35(4): 885-892. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2018.0778 2. 其他相关文章链接（见上文） 该研究对于理解和设计针对复杂非线性系统的控制策略具有重要意义，特别是当系统面临不确定性、输入约束和非对称饱和问题时，提出的自抗扰反演控制方法提供了有效的理论支持和实践指导。