线性扩展状态观测器及其高阶版本的性能评估

简介：
本文探讨了线性扩展状态观测器及其高阶版本的设计与应用，并对其在不同条件下的性能进行了深入评估。 扩张状态观测器（ESO）作为自抗扰控制（ADRC）的核心组件，在其自身及高阶扩展形式的性能分析与评估方面显得尤为重要。通过利用Lyapunov逆定理，证明了在任意扩张阶数下线性扩张状态观测器(LESO)重构的状态误差具有收敛特性，并且得出了关于观测误差上界和扩张阶数之间的定量关系式；同时，在考虑不同因素如扩张阶数、观测带宽以及剪切频率的情况下，探讨了高阶与传统形式的LESO在动态响应、干扰抑制能力及参数选择方面的特点。最后，通过结合改进版ADRC控制器进行性能评估，并进行了仿真验证，从估计准确性、峰值现象控制和噪声过滤效果等方面比较了不同类型的ESO的表现。这些研究结果能够为自抗扰控制系统中扩张状态观测器的选择提供有效的理论依据。