ESO驱动的动态抗饱和补偿器设计：非线性系统稳健控制

本文主要探讨了一种针对一类受执行器饱和和外部扰动影响的不确定非线性系统的动态抗饱和补偿器设计方法。这种新颖的方法采用了扩展状态观测器（ESOs）作为核心工具。首先，作者将系统的不确定性项和外部扰动视为系统的额外状态，通过构建线性扩张状态观测器来估计这些总的扰动。线性扩张状态观测器能够有效地处理非线性系统的复杂性，并捕捉到系统动态中的关键信息。 接着，设计者在控制器中引入了对扩张状态估计值的利用，通过补偿这些估计的扰动，实现了动态抗饱和补偿器的设计。这种补偿器的目的是减少或抵消执行器饱和对系统性能的影响，确保系统在面对饱和条件时仍能保持稳定性和鲁棒性。设计过程中，问题被转换为一个基于LMI (线性矩阵不等式)的优化问题，目标是找到最优的控制器、观测器和补偿器参数，以最大化系统的收敛域，即系统稳定工作的范围。 为了确保设计的有效性，文中采用数值仿真技术对所提出的补偿器进行了验证。通过比较实际运行结果与理想情况下的性能，研究人员能够评估该方法在抵抗执行器饱和和外部扰动下的效果。这种抗饱和补偿策略对于许多工业控制系统来说具有重要的实际应用价值，尤其是在航空航天、机器人控制和自动化领域，因为这些系统通常会遇到执行器饱和和环境不确定性的问题。 这篇论文提供了一种创新的解决策略，将复杂的非线性系统控制问题简化为优化问题，展示了扩展状态观测器在抗饱和补偿领域的潜力，对于提高系统稳定性、可靠性和适应性具有重要意义。