基于干扰观测器的具有不匹配干扰的非线性系统的抗干扰控制

本文探讨的是基于干扰观测器的具有不匹配干扰的非线性系统抗干扰控制策略。干扰观测器（Disturbance Observer）是现代控制理论中用于估计系统干扰的一种有效工具，通过实时观测干扰，可以在控制过程中对干扰进行补偿，从而提高系统的性能。 干扰观测器的基本原理是利用系统输出与期望输出之间的差值来估计干扰。在实际应用中，干扰可能来自于外部环境、系统参数的不确定性、模型误差等各种因素。这些干扰可能对系统的稳定性和性能产生不利影响。特别是对于非线性系统而言，干扰的影响更为复杂，因此需要有效的控制策略来克服干扰带来的不良影响。 本文所提出的抗干扰控制方案，是针对一类具有不匹配干扰的非线性系统。所谓不匹配干扰，指的是这些干扰并不完全符合系统模型的预期结构，它们可能在系统的不同部分、不同的控制通道中出现，对系统控制输入产生干扰。这类干扰的建模和补偿比匹配干扰更具有挑战性。 为了解决这一问题，本文提出了一个基于干扰观测器的控制方案，通过结合干扰观测器技术与后推方法（back-stepping method）来设计控制器。后推方法是当前非线性控制系统设计中一个非常重要的技术，它通过逐步设计每一个子系统的控制器，最终实现整个系统的稳定控制。后推方法特别适合处理非线性系统中的控制问题，因为它可以系统地将复杂的非线性系统分解为更易于处理的低阶子系统。 本文作者在以往的研究基础上，扩展了对于具有不匹配干扰的更一般化非线性系统的控制策略。在提出的新方案中，干扰观测器用于估计和补偿不匹配干扰的影响，而后推方法用于构建整个系统的稳定控制器。这种复合控制策略不仅能够有效抵抗干扰，而且能够保证闭环系统的半全局一致最终有界（Semi-Global Uniformly Ultimate Bounded，SGUUB）稳定性。 文章还介绍了干扰观测器控制策略在20世纪80年代末出现，随后在多个控制领域得到了应用。近年来，干扰观测器控制策略与其他控制方法如H∞控制、滑模控制、自适应控制、模糊控制等相结合，形成了多种复合控制方案。然而，将干扰观测器与后推方法结合的复合控制方案的报道却很少。在本文中，作者提出了一种新的结合干扰观测器技术和后推方法的控制方案，并通过数值例子的模拟实验来验证该控制方案的可行性和有效性。 关键词包括抗干扰控制、干扰观测器、不匹配干扰。通过本论文的研究，我们可以了解到关于干扰观测器在抗干扰控制中应用的最新进展，以及如何结合后推方法解决不匹配干扰问题。这些知识对于理解和设计非线性系统的抗干扰控制方案具有重要的理论价值和实践意义。 此外，本文的工作为解决实际工程中遇到的非线性系统的干扰问题提供了新的思路和方法，特别是在那些干扰复杂且难以精确建模的场合。虽然由于OCR扫描的原因，本文内容可能存在个别字识别错误或漏识别，但通过上下文的语境和相关领域的知识，我们仍能理解文章的主要内容和贡献。