控制与决策

作者：李醒飞,王凡,拓卫晓,周政

单位：天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津 300072;深海技术科学太湖实验室,江苏 无锡 214000,,天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津 300072,,天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津 300072;深海技术科学太湖实验室,江苏 无锡 214000,,天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津 300072,

关键词：线性自抗扰控制;扩张状态观测器离散化;带宽扩展;噪声观测器;惯性参考单元

基金：国家自然科学基金项目(61733012,62203322)；博士后科学基金项目(2022M712372)；深海技术科学太湖实验室“揭榜挂帅”项目(2022JBGS03001).

高增益的线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control, LADRC),应用于系统输出被噪声污染的场合时,性能会受到较大的影响和限制.针对经典滤波算法噪声抑制效果差,带宽损失严重的问题,提出利用噪声观测器(noise observer, NOB)降低LADRC噪声敏感,从而提高系统带宽的控制策略.首先,分析LADRC的频域特性和离散化效果,明确传感噪声对系统带宽的影响;然后,介绍基于NOB的LADRC实现,并进行系统内稳定性的分析;最后,针对惯性参考单元的位置环,将所提出方案与低通滤波器、预报式跟踪微分器进行对比分析.仿真结果表明,NOB能够在抑制噪声的同时,减小相位损失;硬件实验表明,引入NOB滤波的LADRC,驱动信号的RMSE降低至LADRC的20.47%,系统阶跃响应的上升时间减少56.67%,表明NOB对于降低LADRC的噪声敏感,提高系统带宽具有显著效果,具备相当的工程实践意义.

来源：2024年第2期

《控制与决策》期刊编辑部

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