控制与决策

作者：秦耀,杨杰,刘书云,曾海金

单位：江西理工大学 电气工程与自动化学院,江西 赣州 341000;江西理工大学 永磁磁浮技术与轨道交通研究院,江西 赣州 341000,,江西理工大学 电气工程与自动化学院,江西 赣州 341000;江西理工大学 永磁磁浮技术与轨道交通研究院,江西 赣州 341000,,江西理工大学 电气工程与自动化学院,江西 赣州 341000;江西理工大学 永磁磁浮技术与轨道交通研究院,江西 赣州 341000,,江西理工大学 电气工程与自动化学院,江西 赣州 341000,

关键词：非线性扩张状态观测器;Fal函数滤波器;CFal函数;收敛性;稳定性;新型观测器

基金：国家自然科学基金项目(62063009).

Fal函数是非线性扩张状态观测器(Fal_NESO)的核心单元,其构成的滤波器(FalFilter)对于控制系统的性能具有重要影响.通过对FalFilter和Fal函数的性能分析,提出一种在定义域内连续可导且只有一个待整定参数的CFal函数,并证明了由CFal函数构成滤波器(CFalFilter)和非线性扩张状态观测器(CFal_NESO)的可行性;然后,联合CFalFilter和CFal_NESO,得到一种带滤波器的新型观测器(CFalFilter-CFal_NESO),用于处理测量环节含噪声干扰的情况;最后,通过典型实例将CFal函数与两个改进的Fal函数进行对比实验.实验结果表明,在跟踪速度趋近条件下,CFalFilter滤波效果最佳;仅改变Fal函数参数,CFal_NESO能够更好地提取噪声环境中的信号状态,同时减小因观测器阶数增加而带来的参数整定困难;在不改变参数条件下,CFalFilter-CFal_NESO进一步提高了对带有测量噪声信号的状态跟踪性能.所提CFalFilter、CFal_NESO和CFalFilter-CFal_NESO对于大多数非线性、高阶系统的滤波和观测均能适用,具有重要的学术意义和实际应用价值.

来源：2025年第2期

《控制与决策》期刊编辑部

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