干扰观测控制读书笔记（Disturbance Observer-Based on control)

对于高精度的控制要求，必然要考虑干扰对系统的影响，简单介绍一下干扰抑制的背景和控制方法。
一、背景
为了更清晰地分析，看到控制的本质，从最简单的一阶惯性环节对象分析起， 系统的状态方程为：

假设期望输出yr是常数，dyr=0,且定义则有

1、高增益控制
控制器设计为，将控制率带入系统状态方程，有，一阶常系数非奇异微分方程求解，得到

用控制框图表示一下，更加清晰一点：

如果干扰d是一个常值干扰，则，考虑趋于无穷时刻的偏差，有

可见即使是对于最简单的一阶惯性环节，在干扰存在时，这种方法无法消除干扰带来的稳态误差，而且为了使得误差尽可能小，需要取高增益控制率以抑制扰动的影响。

2、积分控制

积分项可以消除稳态误差，如果考虑带有积分项的控制率，带入状态方程有

求解微分方程，最终的结论是，积分控制能消除常值干扰，但是对于变化的干扰稳态误差依然存在。

二、基于干扰观测器的控制

基本思路是构造观测器将干扰量测出来，再通过前馈消除掉干扰。

1、DOB

Q(S)是低通滤波器，滤波器的系数越小，之间的误差越小。

2、ESO（Extended State Observer)

主要的思想是将干扰作为一个扩张的状态测量出来。

关于ESO，有另一篇针对倒立摆的具体例子，见这篇文章：

https://blog.****.net/xiaohejiaoyiya/article/details/103088980

 

本博客是阅读李世华老师专著《Disturbance Observer-Based on control》的笔记