13、基于逆模型方法的干扰抑制问题研究

基于逆模型方法的干扰抑制问题研究

1. 引言

在控制理论中，干扰抑制和参考信号跟踪是至关重要的问题，被称为输出控制问题。由于被控对象模型的不确定性可视为参数干扰，这些任务与控制系统的不变性和鲁棒性密切相关。

1.1 干扰抑制的主要方法

• 干扰衰减方法 ：利用先验信息，以统计或集合隶属形式描述干扰。解决方案在经典反馈控制结构中获得，并形式化为具有平均或保证成本函数的优化问题，同时考虑控制器的内部稳定性要求。常用的成本函数是闭环传递函数的范数，可使用 H2 或 H∞ 最优控制方法求解。
• 基于实际干扰信息的方法 ：通过直接或间接测量获取当前实际干扰信息。这种方法以“二自由度控制器”的形式实现，即组合反馈/前馈控制系统，广泛应用于主动干扰抑制方法中。内部模型控制（IMC）是一种流行的设计方法，可确保闭环系统的选择性不变性，即抑制特定类别的干扰。

1.2 干扰解耦问题

干扰解耦问题（DDP）旨在消除未知和不可测量干扰对系统输出的影响。在几何方法框架下，通过静态状态反馈可解决 DDP。要求闭环系统稳定的干扰解耦问题称为带稳定性的干扰解耦问题（DDPS）。在实际情况中，系统状态向量通常无法直接测量，因此可定义基于测量反馈的干扰解耦问题（DDPM）。

1.3 逆模型控制（InvMC）方法

逆模型控制（InvMC）方法适用于解决干扰解耦问题。该方法包括干扰估计、输出被控对象反应预测和干扰补偿。其控制结构由干扰观测器（DO）、反馈/前馈控制器和干扰补偿器（DC）组成，可确保闭环系统稳定