事件触发自抗扰预设控制在非线性系统中的应用

"事件触发控制与自抗扰控制(ADRC)在现代控制系统设计中占据着重要的地位，尤其是在处理严格反馈非线性系统时，这两种技术的结合能够有效地解决网络控制系统的实时性和效率问题。严格反馈非线性系统广泛存在于各种工程领域，如机器人学、航空航天等，其特性决定了控制策略的复杂性。 事件触发控制摒弃了传统的固定时间间隔更新控制信号的方式，转而在特定事件发生时调整控制输入。这种方式显著减少了不必要的通信，降低了网络拥堵和资源浪费，尤其适用于通信资源有限的网络控制系统。然而，事件触发控制的设计需要处理好触发机制的选择，以确保系统的稳定性与性能。 自抗扰控制，由韩京清教授提出，旨在增强PID控制器的表现。它包含三个核心组件：扩张状态观测器(ESO)用于估计系统状态和不确定性，跟踪微分器(TD)提供微分信号以改善动态响应，以及非线性状态误差反馈控制律生成控制信号。自抗扰控制的优势在于其内在的抗扰动能力和鲁棒性，能够适应系统参数变化和外部干扰。 预设性能控制(Prescribed Performance Control, PPC)则是为了更精确地规定系统的暂态和稳态性能。通过预设性能函数，可以限定跟踪误差的超调量、收敛速度和精度，以满足特定的性能指标。设计PPC时，通常会先对跟踪误差进行变换，然后构建控制器以保证误差的有界性。另一种方法则允许误差在一定程度上无界，但仍然能保证最终收敛到期望值。 在文献[12]中，预设性能控制被应用到了欠驱动自主水下机器人的轨迹跟踪问题中，考虑了位置误差约束和系统暂态性能的要求。这种方法展示了如何将自抗扰控制的ESO用于未知项估计，TD用于避免微分膨胀，以及如何设计控制律来满足预设的性能约束。 事件触发控制和自抗扰控制的结合，配合预设性能控制理论，为严格反馈非线性系统提供了高效、灵活且性能可控的解决方案。这些先进技术在实际应用中，如网络化控制、机器人控制等领域，展现出巨大的潜力和价值。通过深入研究和优化这些方法，我们可以进一步提升复杂系统的控制效果，降低系统响应的延迟，提高系统的稳定性和抗干扰能力。"