二阶非线性系统自抗扰控制的全局渐近稳定性.PDF

第35 卷第11 期 控制 理 论 与 应 用 Vol. 35 No. 11 2018 年11 月 Control Theory Applications Nov. 2018 DOI: 10.7641/CTA.2018.80163 二二二阶阶阶非非非线线线性性性系系系统统统自自自抗抗抗扰扰扰控控控制制制的的的全全全局局局渐渐渐近近近稳稳稳定定定性性性 陈增强 , 王永帅 , 孙明玮 , 孙青林 (1. 南开大学人工智能学院, 天津300350; 2. 天津市智能机器人重点实验室, 天津300350) 摘要: 自抗扰技术应用已十分广泛, 但其稳定性和收敛性分析仍是一个核心问题. 因此, 基于二阶非线性动态系 统, 设计了线性自抗扰控制器, 并利用李雅普诺夫函数方法, 通过理论分析和数学证明得到了系统大范围渐近稳定 时的控制参数可行域. 当被控对象的动态模型已知时, 只要系统总扰动的导数满足利普希茨条件, 控制参数可以从 得到的可行域内任意选择. 当被控对象的动态模型未知时, 还需满足总扰动关于输入和外扰的二阶导数等于零这个 条件. 然后针对不同的利普希茨常数绘制了参数可行域, 并对系统进行了数值仿真, 体现了自抗扰控制技术的强鲁 棒性. 这些分析都建立在扩张状态观测器和控制器相结合的基础上. 关键词: 自抗扰控制; 非线性系统; 李雅普诺夫函数; 全局渐近稳定; 参数可行域 引用格式: 陈增强, 王永帅, 孙明玮, 等. 二阶非线性系统自抗扰控制的全局渐近稳定性. 控制理论与应用, 2018, 35(11): 1687 – 1696 中图分类号: TP273 文献标识码: A Global and asymptotical stability of active disturbance rejection control for second-order nonlinear systems CHEN Zeng-qiang , WANG Yong-shuai , SUN Ming-wei , SUN Qing-lin (1. College of Artificial Intelligence, Nankai University, Tianjin 300350, China; 2. Key Laboratory of Intelligent Robotics of Tianjin, Tianjin 300350, China) Abstract: Active disturbance rejection control technique has been widely used, but the analysis on stability and conver- gence is still the core issue. So based on the second-order nonlinear dynamic systems, this paper constructs the linear active disturbance rejection controller, and obtains the feasible region of control parameters fo