多项式观测器

抑制测量噪声

针对具有测量噪声和失配扰动的多项式非线性系统，设计了一种基于多项式观测器的输出反馈跟踪控制策略，可同时估计状态和扰动并实现有效补偿。

Yuhan, Ma · 高明 · 牛艺春 · Liu, Shiyang · 盛立

Journal of the Franklin Institute 2023

技术优势

同时估计状态与扰动

多项式观测器将状态和失配扰动一并估计，使控制器无需额外设计扰动观测器即可直接补偿，简化了设计流程。

避免噪声放大

采用命令滤波器获取虚拟控制量的导数，避免了反步设计中反复求导导致的测量噪声放大问题，使控制器对噪声更鲁棒。

保证跟踪误差有界

通过参数相关线性矩阵不等式（PDLMI）给出充分条件，结合平方和分解技术求解控制器参数，确保跟踪误差和估计误差的有界性，提供了理论保证。

应用场景

• 旋转导向钻井工具：用于旋转导向钻井工具的轨迹跟踪控制，提高钻井精度。
• 非线性控制系统：为多项式非线性系统提供输出反馈跟踪方案，解决测量噪声和失配扰动问题。
• 输出反馈控制：实现无需全状态反馈的精确跟踪，仅利用输出信息估计状态和扰动。
• 工业过程控制：适用于工业过程中多项式非线性对象的输出反馈控制，提升抗扰能力。