4、基于干扰观测器的控制方法：原理、技术与应用

基于干扰观测器的控制方法：原理、技术与应用

1. 干扰观测器控制方法概述

干扰观测器控制（DOBC）方法旨在提升系统在干扰环境下的控制性能。不过，目前该方法仍存在一些挑战和局限。

1.1 鲁棒稳定性与性能分析

当前的研究成果大多局限于线性系统，对于一般非线性系统在 DOBC 下的鲁棒稳定性分析至关重要，但也极具挑战性。此外，尽管 DOBC 相较于其他鲁棒控制方法，在标称性能恢复方面具有显著优势，但在存在严重模型不确定性时，现有 DOBC 方法无法保证系统的暂态性能。不过，通过运用奇异摄动理论，已为一类单输入单输出不确定非线性系统提出了具有暂态性能恢复的 DOBC 方法，并将其扩展到多输入多输出非线性系统。总体而言，目前关于 DOBC 闭环系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能分析的研究成果还不够丰富，需要进一步深入研究以完善相关理论。

1.2 复合分层抗干扰控制

由于纯前馈补偿在干扰抑制方面存在局限性，如鲁棒稳定性问题和适用性受限，将先进反馈控制引入 DOBC 成为了研究热点，形成了所谓的复合分层抗干扰控制（CHADC）。其基本思想是将控制系统中的干扰和不确定性分为两部分，一部分（通常是干扰）通过 DOBC 进行前馈补偿，另一部分（通常是对象不确定性）通过先进反馈控制进行抑制。这种方法的优势在于能够保证闭环系统的稳定性。例如，在一些研究中，DOBC 与 H - ∞ 控制、变结构控制相结合。然而，CHADC 也存在一些应用限制，例如外生干扰的类型较为有限，通常为未知常数干扰或已知频率的谐波干扰；同时，由于 H - ∞ 控制和变结构控制的鲁棒稳定性条件，不确定性通常需要满足一些特殊假设，如具有有界的 H₂ 范数。

1.3 不匹