Adaptive Control with Rate-Limited Integral Action for Systems with Matched, Time-Varying Uncertainties
本文针对带匹配时变不确定性的系统，提出将模型参考自适应控制与带幅值和速率受限积分作用的扰动观测器控制相结合，在保持鲁棒性的同时抑制扰动并避免控制指令快速波动。
2025-03-11 cs.SY eess.SY
A Nonlinear Proportional Integral Disturbance Observer and Motion Control Technique for Permanent Magnet Synchronous Motors
本文提出了一种非线性比例积分器（N-PI）干扰观测器（DOB）来增强表面安装式永磁同步电机（SPMSM）在快速变速区域性能的运动跟踪。通过提出一个N-PI-DOB的负载转矩估计与转矩调制技术，我们表明，角位置/速度的跟踪误差动态耦合电流环的跟踪误差和估计误差。在分析了电流跟踪误差动态特性的扰动后，设计了基于N-PI-DOB和Lyapunov的非线性电流控制器来提高运动跟踪性能。利用这些N-PI-DOB和运动控制器，我们分析了运动跟踪误差动态和估计误差动态的稳定性。实验结果表明，该方法在负载转矩未知和转速快速变化的情况下，具有较好的控制效果。
2022-02-09 cs.SY eess.SY
Observer Design for Networked Linear Systems with Fast and Slow Dynamics under Measurement Noise
The University of Melbourne（墨尔本大学）；Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
本文提出了一种用于具有快速和慢动态的网络线性系统在测量噪声下的观测器设计方法，通过奇异摄动技术推导出最大允许传输间隔，并保证估计误差的稳定性。
2025-12-06 cs.SY eess.SY
An alternative to proportional-integral and proportional-integral-derivative regulators: Intelligent proportional-derivative regulators
本文建议用智能比例-微分反馈回路（iPD）取代PI和PID，这在控制工程中起着关键作用，iPD是从无模型控制中衍生出来的。实验室的一项实验加强了这一观点。
2021-07-04 cs.SY eess.SY math.OC
Convergence of Nonlinear Observers on R^n with a Riemannian Metric (Part I)
University of Arizona（亚利桑那大学）；CAS, ParisTech, Ecole des Mines（巴黎高等矿业学院）
研究利用黎曼度量建立观测器收敛性的条件，证明系统向量场的黎曼度量条件性负性与观测器存在性相关，且输出函数单调性可保证无限增益裕度观测器存在。
2015-07-15 cs.SY eess.SY math.DG
State estimation for a class of nonlinear time-varying uncertain system under multiharmonic disturbance
针对多谐波干扰下的非线性时变不确定系统，提出一种三步观测器综合方法，结合自回归模型与DREM方法在有限时间内重构参数与干扰，最终构建无需测量输出导数的状态观测器，仿真验证了其有效性。
2024-07-25 cs.SY eess.SY
Convergence of Nonlinear Observers on R^n with a Riemannian Metric (Part II)
University of California（加州大学）；CAS, ParisTech, Ecole des Mines（巴黎综合理工学院中央矿业学院）
本文提出设计满足收敛观测器条件的黎曼度量的技术，针对强无穷小可观察系统或强微分可观察系统，补充了[1]的结果，并提供局部收敛观测器和降阶观测器的存在性关联。
2016-06-19 cs.SY eess.SY math.DS
The Waterbed Effect on Quasiperiodic Disturbance Observer: Avoidance of Sensitivity Tradeoff with Time Delays
Hiroshima University（广岛大学）
本文提出了一种通过时间延迟避免灵敏度权衡的准周期扰动观测器，实现了宽带谐波抑制而不放大非周期性扰动。
2026-03-02 cs.SY eess.SY
Adaptive Finite-time Disturbance Rejection for Nonlinear Systems using an Experience-Replay based Disturbance Observer
控制系统不可避免地会受到外部干扰的影响，而控制设计的一个主要目标就是减弱或消除外部干扰对系统性能的不利影响。本文提出了一种扰动抑制方法，对已有的结果作了两个主要的改进：1）放宽了对状态导数的计算或测量要求，而这些导数是不可测量的，并且它们的计算会被噪声所破坏; 2）实现了有限时间的扰动抑制和控制。为此，首先用一个未知动力学模型来描述扰动，并提出了一种自适应扰动观测器来估计扰动，然后利用一种滤波回归形式来描述非线性系统和未知扰动。结果表明，利用这种滤波回归形式，仅利用回归量的测量状态就能估计出扰动。也就是说，与现有的扰动抑制结果相反，所提出的方法不需要状态导数测量。为了提高扰动估计的收敛速度，提出了一种带有经验重放的自适应律。在扰动观测器的基础上增加一个自适应积分终端滑模控制器，以保证跟踪误差在有限时间内收敛到零。经验重放技术所使用的关于过去经验历史的可验证秩条件提供了收敛的充分条件。与已有结果相比，该方法不需要扰动动力学和状态导数的知识，且保证了系统的有限时间稳定性.仿真实例验证了所提出方法的有效性.
2020-07-29 cs.SY eess.SY
Aircraft navigation based on differentiation-integration observer
University of Nottingham（诺丁汉大学）；Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）
本文提出一种基于传感器选择的广义微分-积分观测器，用于同步估计信号的多重积分和高阶导数。通过频域分析和四旋翼无人机仿真验证了观测器的有效性。
2017-05-04 cs.SY eess.SY
On Functional Observability of Nonlinear Systems and the Design of Functional Observers with Assignable Error Dynamics
本文针对非线性系统函数观测器设计问题，推导函数可观测性充分条件，提出具有线性误差动力学和可配置极点的微分输入-输出形式观测器，并引入函数观测器指数刻画最低可行阶数，通过化学反应器实例验证方法有效性。
2024-12-30 cs.SY eess.SY
Integral Concurrent Learning: Adaptive Control with Parameter Convergence without PE or State Derivatives
University of Florida（佛罗里达大学）
本文提出一种积分并发学习方法，无需估计状态导数即可保证参数收敛，并通过蒙特卡洛仿真展示了其比传统导数方法在噪声鲁棒性上的改进。
2015-12-10 cs.SY eess.SY
Adaptive Smooth Disturbance Observer-Based Fast Finite-Time Attitude Tracking Control of a Small Unmanned Helicopter
针对三自由度直升机系统在复合扰动下的姿态跟踪问题，提出了一种基于自适应平滑扰动抑制器的快速有限时间自适应反推控制方法。首先，提出了一种自适应平滑扰动观测器（ASDO）来估计复合扰动，该观测器具有输出平滑、有限时间快速收敛、对未知导数边界扰动的适应性等特点。然后，有限时间反推控制协议的构造，以驱动的仰角和俯仰角跟踪参考轨迹。为了解决传统反推设计框架中的“复杂性爆炸”和“奇异性”问题，利用快速有限时间命令滤波器（FFTCF）来估计虚拟控制信号及其导数。此外，一个分数功率为基础的辅助动态系统被引入到补偿所造成的误差的FFTCF估计。此外，设计了一种改进的基于分数阶幂次的自适应律，该自适应律引入了$σ$修正项，抑制了观测器逼近误差，从而进一步提高了跟踪性能.根据快速有限时间稳定性理论，闭环系统的信号都是快速有限时间有界的，而姿态跟踪误差可以在有限时间内快速收敛到原点的一个足够小的区域。最后，通过对比数值仿真验证了所设计控制方案的有效性和优越性。
2022-05-25 cs.SY eess.SY
Observer-Free Sliding Mode Control via Structured Decomposition: a Smooth and Bounded Control Framework
针对传统滑模控制需观测器等问题，提出基于s=α-β分解的无观测器滑模控制方法，无需观测器与高阶导数，减少抖振且控制信号平滑有界，在多基准系统验证鲁棒稳定，为传统SMC提供实用替代方案。
2025-08-07 cs.SY eess.SY
Higher-order sliding mode observer design for linear time-invariant multivariable systems based on a new observer normal form
在控制工程领域的各种应用中，存在未知输入的动态系统的状态变量的估计起着重要的作用。现有的方法需要满足所谓的观测器匹配条件，依赖于状态变量的有界性或表现出增加的观测器阶数的两倍的植物顺序。针对强可观测线性定常多变量系统，提出了一种新的观测器规范形。与传统的规范形式相比，该方法还考虑了未知输入。所提出的观测器规范形式允许直接构造高阶滑模观测器，即使在存在未知有界输入的情况下，也能确保估计误差在有限时间内全局收敛。它的应用并不局限于满足上述限制的系统已经存在的未知输入观测器。所提出的方法可以利用有界导数和鲁棒状态反馈控制的未知输入的重建，这是通过一个教程的例子。数值模拟证实了所提出的工作的有效性。
2021-07-27 cs.SY eess.SY
Control Synthesis using Signal Temporal Logic Specifications with Integral and Derivative Predicates
University of Minnesota（明尼苏达大学）
在许多应用中，信号的积分和导数携带有价值的信息（例如，在时间窗口上的累积成功、变化率）。在本文中，我们扩展了信号时序逻辑（STL）的表达能力，通过引入谓词，可以定义丰富的属性相关的积分和导数的信号。对于控制合成，新的谓词被编码成混合整数线性不等式，并用于制定一个混合整数线性规划，以找到一个轨迹，满足STL规范。我们讨论了使用新的谓词的好处，并说明他们在一个案例研究中显示的影响，新的谓词上的轨迹的自主机器人。
2021-03-26 cs.RO cs.SY eess.SY
Future state prediction based on observer for missile system
针对导引头延迟影响制导导弹精度的问题，提出一种基于两步微分器的新观测器设计以预测信号未来状态，有效减轻延迟影响并提升制导性能。
2024-11-13 cs.SY eess.SY
"Closed Proportional-Integral-Derivative-Loop Model" Following Control
Federal University of Technology, Akure（阿库雷联邦理工大学）
比例-积分-微分（PID）控制律作为人类决策中临界控制的计算机模拟，常常被忽视。本文提供了一个公式来解决这个问题。在此基础上，根据动力系统的稳态特性，提出了闭环PID模型跟踪控制（CPLMFC）方法，用于自动PID设计。此外，提供了一种用于闭环稳定时间识别的方法。CPLMFC算法和一些建议的准则，设置的关键权重的PID。最后，模拟了两个典型案例。理论结果和仿真结果（通过性能指标）表明，CPLMFC能够保证闭环自适应PID控制的实时性和稳定性
2020-06-10 cs.RO cs.SY eess.SP
Dirty derivatives for output feedback stabilization
脏导数通常用于工业设置中，特别是在PID控制中的导数项的实现中，并且由于其噪声衰减和无模型特性而特别有吸引力。在本文中，我们提供了一个基于李雅普诺夫证明的稳定性的线性时不变控制系统的控制器规范形式时，使用脏导数代替观测器的输出反馈的目的。据作者所知，这是第一次为使用脏导数代替不同阶导数提供稳定性证明。在自适应控制的精神，我们还展示了如何脏的衍生物可以用于输出反馈控制时，控制增益是未知的。
2022-02-04 cs.SY eess.SP eess.SY
