2.765

2022影响因子

(CJCR)

  • 中文核心
  • EI
  • 中国科技核心
  • Scopus
  • CSCD
  • 英国科学文摘

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于有限时间输出反馈的线性扩张状态观测器

杨明 董晨 王松艳 晁涛

杨明, 董晨, 王松艳, 晁涛. 基于有限时间输出反馈的线性扩张状态观测器. 自动化学报, 2015, 41(1): 59-66. doi: 10.16383/j.aas.2015.c140095
引用本文: 杨明, 董晨, 王松艳, 晁涛. 基于有限时间输出反馈的线性扩张状态观测器. 自动化学报, 2015, 41(1): 59-66. doi: 10.16383/j.aas.2015.c140095
YANG Ming, DONG Chen, WANG Song-Yan, CHAO Tao. Linear Extended State Observer Based on Finite-time Output Feedback. ACTA AUTOMATICA SINICA, 2015, 41(1): 59-66. doi: 10.16383/j.aas.2015.c140095
Citation: YANG Ming, DONG Chen, WANG Song-Yan, CHAO Tao. Linear Extended State Observer Based on Finite-time Output Feedback. ACTA AUTOMATICA SINICA, 2015, 41(1): 59-66. doi: 10.16383/j.aas.2015.c140095

基于有限时间输出反馈的线性扩张状态观测器

doi: 10.16383/j.aas.2015.c140095
基金项目: 

国家自然科学基金创新研究群体(61021002);中央高等学校基本科研业务费专项资金(HIT.NSRIF.2015036, HIT.NSRIF.2014036)资助

详细信息
    作者简介:

    杨明 哈尔滨工业大学控制与仿真中心教授.主要研究方向为飞行器制导与控制,复杂系统建模与仿真. E-mail:myang@hit.edu.cn

    通讯作者:

    晁涛 哈尔滨工业大学控制与仿真中心讲师.主要研究方向为滑模变结构控制,飞行器制导、控制与仿真.本文通信作者.E-mail:chaotao2000@163.com

Linear Extended State Observer Based on Finite-time Output Feedback

Funds: 

Supported by the Innovative Team Program of National Natural Science Foundation of China (61021002) and the Fundamental Research Funds for the Central Universities (HIT.NSRIF.201 5036, HIT.NSRIF.2014036)

  • 摘要: 为快速、准确地观测系统中的未知扰动及状态, 提出一种有限时间线性扩张状态观测器(Finite-time linear extended state observer, FT-LESO), 它具有期望的收敛性能且结构简单、易于设计. 假设系统的状态无法量测, 观测器设计问题转化为扰动下的输出反馈控制问题. 针对该问题, 提出一种扰动下的有限时间线性输出反馈控制方法, 得到控制器参数与闭环系统状态向量2-范数间的解析关系. 在此基础上, 提出有限时间线性扩张状态观测器, 得到观测器参数与观测误差收敛速度及稳态观测误差间的解析关系, 给出一充分条件保证观测误差有限时间有界、且能以不低于指数收敛的速度收敛到给定范围内, 为观测器参数设计提供理论依据. 通过数值仿真验证提出的观测器, 仿真结果与理论分析相符, 提出的观测器是有效的.
  • [1] Han J Q. From PID to active disturbance rejection control. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2009, 56(3): 900-906
    [2] Yin Yong-Xin, Shi Wen, Yang Ming. Integrated guidance and control based on dynamic inverse and extended state observer method. Systems Engineering and Electronics, 2011, 33(6): 1342-1345(尹永鑫, 石文, 杨明. 基于动态逆和状态观测的制导控制一体化设计. 系统工程与电子技术, 2011, 33(6): 1342-1345)
    [3] Yao Yu, Wang Yu-Hang. Acceleration estimation of maneuvering targets based on extended state observer. Systems Engineering and Electronics, 2009, 31(11): 2682-2692(姚郁, 王宇航. 一基于扩张状态观测器的机动目标加速度估计. 系统工程与电子技术, 2009, 31(11): 2682-2692)
    [4] Chen Guo-Dong, Jia Pei-Fa. Robust decentralized trajectory tracking control of robot manipulators based on extended state observer. Acta Automatica Sinica, 2008, 34(7): 828-832(陈国栋, 贾培发. 基于扩张状态观测的机器人分散鲁棒跟踪控制. 自动化学报, 2008, 34(7): 828-832)
    [5] Yan B Y, Tian Z H, Shi S J, Weng Z X. Fault diagnosis for a class of nonlinear systems via ESO. ISA Transactions, 2008, 47(4): 386-394
    [6] Ma Hong-Yu, Su Jian-Bo. Uncalibrated robotic 3D hand-eye coordination based on auto disturbance rejection controller. Acta Automatica Sinica, 2004, 30(3): 400-406(马红雨, 苏剑波. 基于自抗扰控制器的机器人无标定三维手眼协调. 自动化学报, 2004, 30(3): 400-406)
    [7] Han Jing-Qing. A class of extended state observers for uncertain systems. Control and Decision, 1995, 10(1): 85-88(韩京清. 一类不确定对象的扩张状态观测器. 控制与决策, 1995, 10(1): 85-88)
    [8] Gan Zuo-Xin, Han Jing-Qing. Construction of Lyapunov function for 2-order ESO. In: Proceedings of the 21th Chinese Control Conference. Beijing, China: TCCT, 2002. 354 -357(甘作新, 韩京清. 二阶ESO的Lyapunov函数构造. 第21届中国控制会议论文集. 中国, 北京: 中国自动化学会控制理论专业委员会, 2002. 354-357)
    [9] Guo B Z, Zhao Z L. On the convergence of an extended state observer for nonlinear systems with uncertainty. Systems and Control Letters, 2011, 60(6): 420-430
    [10] Guo B Z, Zhao Z L. On convergence of non-linear extended state observer for multi-input multi-output systems with uncertainty. IET Control Theory and Applications, 2012, 6(15): 2375-2386
    [11] Gao Z Q. Scaling and bandwidth-parameterization based controller tuning. In: Proceedings of the 2003 American Control Conference. Denver, USA: IEEE, 2003. 4989-4996
    [12] Yang X X, Huang Y. Capabilities of extended state observer for estimating uncertainties. In: Proceedings of the 2009 American Control Conference. St. Louis, USA: IEEE, 2009. 3700-3705
    [13] Zheng Q, Gao L Q, Gao Z Q. On stability analysis of active disturbance rejection control for nonlinear time-varying plants with unknown dynamics. In: Proceedings of the 46th IEEE Conference on Decision and Control. New Orleans, USA: IEEE, 2007. 3501-3506
    [14] Chen Zeng-Qiang, Sun Ming-Wei, Yang Rui-Guang. On the stability of linear active disturbance rejection control. Acta Automatica Sinica, 2013, 39(5): 574-580(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): 574-580)
    [15] Yoo D, Yau S S T, Gao Z. Optimal fast tracking observer bandwidth of the linear extended state observer. International Journal of Control, 2007, 80(1): 102-111
    [16] Xu Zhi-Cai, Wang Zhi-Sang, Wang Yong-Ji. Optimal control of nonlinear system based on linear extended state observer. In: Proceedings of the 30th Chinese Control Conference. Beijing, China: TCCT, 2011. 97-101(许志才, 王志桑, 王永骥. 基于线性扩张状态观测器的非线性系统最优控制. 第30届中国控制会议论文集. 中国, 北京: 中国自动化学会控制理论专业委员会, 2011. 97-101)
    [17] Wang Hai-Qiang, Huang Hai. Property and applications of extended state observer. Control and Decision, 2013, 28(7): 1078-1082(王海强, 黄海. 扩张状态观测器的性能与应用. 控制与决策, 2013, 28(7): 1078-1082)
    [18] Ding Shi-Hong, Li Shi-Hua. A survey for finite-time control problems. Control and Decision, 2011, 26(2): 161-169(丁世宏, 李世华. 有限时间控制问题综述. 控制与决策, 2011, 26(2): 161-169)
    [19] Hong Y R, Huang J, Xu Y S. On an output feedback finite-time stabilization problem. IEEE Transactions on Automatic Control, 2001, 46(2): 305-309
    [20] Angulo M T, Fridman L, Moreno J A. Output-feedback finite-time stabilization of disturbed feedback linearizable nonlinear systems. Automatica, 2013, 49(9): 2767-2773
    [21] Perruquetti W, Floquet T, Moulay E. Finite-time observers: application to secure communication. IEEE Transactions on Automatic Control, 2008, 53(1): 356-360
    [22] Shen Y J, Huang Y H, Gu J. Global finite-time observers for Lipschitz nonlinear systems. IEEE Transactions on Automatic Control, 2011, 56(2): 418-424
    [23] Amato F, Ariola M, Cosentino C. Finite-time stabilization via dynamic output feedback. Automatica, 2006, 42(2): 337 -342
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  2618
  • HTML全文浏览量:  152
  • PDF下载量:  1392
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-02-17
  • 修回日期:  2014-06-20
  • 刊出日期:  2015-01-20

目录

    /

    返回文章
    返回