未知死区输入非线性系统的双观测器动态面控制
Robust simultaneous formation tracking and stabilization of nonholonomic wheeled mobile robots
摘要点击 95  全文点击 55  投稿时间:2019-11-03  修订日期:2020-09-07
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DOI编号  10.7641/CTA.2020.90912
  2021,38(3):407-415
中文关键词  死区  非线性系统  双观测器  动态面控制
英文关键词  dead zone  nonlinear system  dual extended state observers  dynamic surface control
基金项目  国家自然科学基金项目(51779136), 江苏省高等学校自然科学研究项目(18KJB413008), 江苏省自然科学基金项目(BK20191205)资助.
作者单位E-mail
王源庆 江苏航运职业技术学院 wangyqdmu@163.com 
张桂臣 上海海事大学  
施祝斌 江苏航运职业技术学院  
王琪 江苏航运职业技术学院  
苏娟 江苏航运职业技术学院  
中文摘要
      针对一类含死区输入的严格反馈非线性系统, 提出基于双观测器的自适应鲁棒控制算法. 动态面的每一步 设计中, 第1观测器即跟踪信号观测器对指令信号进行观测, 并得到指令信号的差分信号, 消除传统动态面控制中计 算复杂问题. 第二观测器即扰动观测器在线估计高阶动态面控制系统中每一步的不确定模型, 与跟踪信号观测器实 现双反馈控制, 提高控制效果. 通过李雅普诺夫方法分析了自适应鲁棒控制器的输入输出有界的特性. 最后, 实验 验证基于双观测器的自适应鲁棒控制器的性能, 结果表明本文方法控制效果较好. 且采用反双曲正弦函数建立观测 器, 参数调节少, 利于工业应用.
英文摘要
      In order to deal with a class of strictly feedback nonlinear systems with dead zone input, an adaptive robust control algorithm based on dual extended state observers is proposed. The first extended state observers (ESO) is designed to obtain the filtered and differential signals of the reference signal, which can eliminate “explosion of complexity” in traditional back-stepping scheme. Another ESO is used to observe and compensate the internal uncertain model and external unknown disturbance of the control system. Lyapunov method is used to analyze the stability of the adaptive robust controller. The simulation results show that the adaptive robust controller based on dual ESO has good performance.