我所在“控制系统主动扰动抑制研究”方面取得最新成果

研究方向：控制系统主动扰动抑制研究成果总结

主要内容简介：

针对扰动在线估计和补偿的问题，提出了一种基于改进型等价输入干扰补偿的主动扰动抑制新方法，主要成果包括：

（1）揭示了传统基于等价输入干扰补偿方法中扰动观测和抑制的机制，分析了系统参数设计相互制约的原因，从理论上推导出扰动估计器设计所需要满足的条件，提出了一种改进型扰动估计器的设计方法，解耦了状态观测器和扰动估计器的参数设计，分离了扰动抑制性能要求与系统稳定性要求，并在此基础上，提出了系统设计的新方法，该研究提升了扰动抑制性能和降低了系统设计复杂度。

Y. Du, W. Cao, M. Wu, J. She, M. Fang, and S. Kawata, Disturbance rejection and control system design using improved equivalent-input-disturbance approach, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 67(4), 3013-3023, 2020..

图1 基于改进型扰动预估器非线性控制系统结构

    图2 基于传统估计器的系统根轨迹                    图3 基于改进型估计器的系统根轨迹

图4 加入改进型扰动估计器系统输出                  图5  不同扰动抑制方法控制精度对比

（2）分析了系统时滞项对系统状态和扰动观测的影响，提出了时滞系统状态观测器和扰动估计器的设计方法，在此基础上，分析时滞项给扰动估计器造成的相位差，构建了一种扰动预测器用以补偿时滞项所造成的相位差，揭示了扰动预测精度与预测器结构和参数的设计、时滞大小以及外部扰动频率特性之间的关系，建立了系统稳定性与系统参数设计之间的关系，提出了一种系统参数优化设计方法，该研究为时滞系统扰动抑制提供了一种新方法。

Y. Du, W. Cao, J. She, M. Wu, M. Fang, and S. Kawata, Disturbance Rejection for a Linear System with an Input Time Delay Using Observer-Predictor-Based Output Feedback Control, IEEE Transactions on Industrial Informatics, 16(7), 4489-4497, 2020.

图6 基于扰动预估器的时滞系统扰动抑制结构

图7 基于分离设计的系统结构图                          图8 不同扰动抑制方法的对比

上述研究成果为控制系统扰动抑制问题提供了有效的新方法，在国际控制领域期刊IEEE Transactions on Industrial Electronics 和IEEE Transactions on Industrial Informatics发表论文2篇。