AMC'24 "Analysis and Synthesis of the Disturbance Observer-based Robust Force Control Systems in State Space"
本文扩展了作者先前关于状态空间下基于扰动观测器的鲁棒控制系统分析与综合的研究结果。
2024-01-15 cs.SY eess.SY
Prescribed-Time Observer Is Naturally Robust Against Disturbances and Uncertainties
Paris-Saclay University（巴黎萨克雷大学）
本文研究了在扰动和未建模动态存在下预设时间观测器的鲁棒性，通过仿真证明其能有效抑制任意大有界扰动和未建模动态，提高状态和扰动估计精度，并对比传统高增益观测器突出其在减少峰值现象和提升估计精度上的优势。
2025-09-20 cs.SY eess.SY
Learning-based Observer for Coupled Disturbance
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Beihang University（北京航空航天大学）
本文提出一种结合控制与学习方法的观测器，通过分解耦合扰动并利用历史数据学习参数矩阵，实现高精度扰动估计。
2026-02-04 cs.RO cs.SY eess.SY
Fixed-time Disturbance Observer-Based MPC Robust Trajectory Tracking Control of Quadrotor
本文提出固定时间扰动观测器与模型预测控制相结合的控制算法，实现四旋翼在扰动下的鲁棒轨迹跟踪，并通过仿真与实验验证其有效性。
2024-08-30 cs.SY eess.SY
Disturbance Observers for Robust Safety-critical Control with Control Barrier Functions
这一工作为具有扰动的控制系统提供了形式化的安全保证。提出了一种基于扰动消除器的鲁棒安全临界控制器，该控制器估计扰动对安全性的影响，并利用该估计和控制障碍函数获得可证明安全的动态行为。观测器误差界-这包括瞬态和稳态部分-被量化，系统被赋予对这个错误通过建议的控制器的鲁棒性。以自适应巡航控制问题为例，通过仿真研究了实际干扰数据.
2023-01-04 cs.SY eess.SY
An Adaptive Periodic-Disturbance Observer for Periodic-Disturbance Suppression
在工业中，自动化机械广泛地进行重复操作。必须补偿由重复操作引起的周期性干扰，以实现精确的功能。本文在扰动观测器（DOB）结构的基础上，提出了一种扰动观测器（PDOB）。PDOB通过使用时间延迟元件来补偿包括基波和谐波的周期性干扰。此外，提出了一种自适应PDOB的频率变化的周期性干扰的补偿。在自适应PDOB中使用自适应陷波滤波器（ANF）来估计周期扰动的基频。仿真比较所提出的方法与重复控制器（RC）和DOB。在实验中使用多轴机械手的实际性能进行了验证。该建议提供了一个新的框架的基础上的DOB结构设计控制器使用的时间延迟元素。
2022-07-02 cs.SY eess.SY
Extended State Observer for Mismatch Disturbances Using Taylor Approximation of the Integral
针对传统扩张状态观测器需系统可观测的局限，提出基于扰动动力学积分泰勒近似的改进方法，构建扩张系统实现误差动力学指数稳定，经实例验证可用于动态系统鲁棒扰动估计。
2024-05-05 cs.SY eess.SY
Redundant Observer-Based Tracking Control for Object Extraction Using a Cable Connected UAV
Department of Aeronautical and Automotive Engineering, Loughborough University（航空与汽车工程系，洛桑大学）；Department of Computer Science, University College London（计算机科学系，伦敦大学学院）；Department Of Computer Science, University of Liverpool（计算机科学系，利物浦大学）
针对四旋翼无人机受弹性系绳与垂直干扰的耦合影响，提出一种基于冗余观测器的控制方案，利用三通道冗余测量联合估计线缆刚度与垂直干扰，在跟踪与物体提取实验中显著优于标准观测器方法。
2024-10-31 cs.RO cs.SY eess.SY
Tackling Sim-to-Real Mismatch Through Sampling-Based Disturbance Observers: From Analytical Models to Learned World Models
Southeast University（东南大学）；The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州））；Shanghai University of Electric Power（上海电力大学）
本文提出基于采样的扰动观测器（SDOB），通过状态展开或代价查询接口扩展DOB原理至仿真器和学习世界模型，分离状态效应与代价扰动，实验验证其能有效补偿仿真到现实不匹配并提升控制性能。
2026-10-06 cs.RO cs.SY eess.SY
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
Position prediction using disturbance observer for planar pushing
University of Leeds（利兹大学）
由机器人在平面上推动的刚体物体的位置和方向是非常难以预测的。在本文中，预测问题制定为干扰观测器设计问题。扰动观测器提供了对作用于对象的模型误差和外部扰动的总和的精确估计。从估计结果，它揭示了有一个很强的线性关系之间的作用力或扭矩和估计的干扰。所提出的预测算法有两个阶段：识别和预测。在辨识阶段，线性关系是由观测器的输出用递归最小二乘算法来辨识的。在预测阶段中，所识别的线性关系与将由任务规划器提供的力规划一起使用，以预测对象的位置和取向。该算法进行了测试，六个不同的推实验数据可从麻省理工学院MCube实验室。与简单的校正算法相比，所提出的算法在减少预测误差方面表现出改进的性能。
2023-01-17 cs.RO cs.SY eess.SY
Disturbance decoupled functional observers for fault estimation in nonlinear systems
针对非线性系统的状态函数估计与故障估计问题，本文推导低阶线性干扰解耦函数观测器存在的充要条件，并通过化学反应器案例验证其应用。
2023-07-18 cs.SY eess.SY math.OC
DOB-Net: Actively Rejecting Unknown Excessive Time-Varying Disturbances
University of Technology Sydney（悉尼科技大学）；Centre for Autonomous Systems（自主系统中心）；Centre for Artificial Intelligence（人工智能中心）
本文提出了一种集成的强化学习（RL）的方法，称为干扰观测网络（DOB-Net），机器人在环境中的干扰是未知的和时变的，并可能经常超过机器人的控制能力。DOB-Net集成了扰动动态观测器网络和控制器网络。该观测器源于传统的DOB机制，通过递归神经网络（RNN）构建和增强，在RNN隐状态中编码未知扰动的过去值估计和未来值预测。这种编码允许控制器在机器人控制能力的约束下产生最优控制信号以主动地拒绝干扰。观察器和控制器在策略优化中通过优势行为者评价器共同学习。位置调节任务的数值仿真表明，所提出的DOB-Net显着优于传统的反馈控制器和经典的RL算法。
2020-01-29 cs.LG cs.RO cs.SY
A new active disturbance controller based on an improved fraction-order extended state observer
针对一类分数阶系统，提出了一种基于改进分数阶扩张状态观测器（IFESO）的分数阶自扰动抑制控制器。应用IFESO，分数阶系统可以近似为整数阶积分器（1/s）。给出了保证IFESO和闭环系统稳定性的参数。频域分析表明，IFADRC对分数阶系统的干扰估计性能优于整数阶有源扰动抑制控制器（IADRC）。仿真结果表明，IFADRC的性能优于IADRC和FADRC。
2021-12-06 cs.SY eess.SY
Disturbance Observer-Parameterized Control Barrier Function with Adaptive Safety Bounds
针对外部扰动下的鲁棒安全控制问题，提出DOp-CBF框架，利用扰动观测器动态调整安全界，保证前向不变性，并通过巡航控制仿真验证其安全与性能优势。
2025-02-26 cs.SY eess.SY
An environmental disturbance observer framework for autonomous surface vessels
本文提出一种结合UKF、噪声估计器和WMA滤波器的非线性扰动观测器框架，用于在模型误差、测量噪声和低采样率条件下准确估计自主水面船舶所受的动态环境力。
2024-03-27 cs.SY eess.SY
Observer Design for a Class of Systems Described by Differential-Algebraic Equations and Parameter Identification of an Unmeasured Disturbance
ITMO University（圣彼得堡国立信息技术、机械与光学大学）
研究一类受未知不匹配干扰的线性广义系统的观测器设计与未测干扰参数辨识问题，引入结构假设构建观测器，提出新参数化方法，经数值仿真验证了方法的有效性。
2026-07-13 cs.SY eess.SY
Disturbance Observer Based Frequency & Voltage Regulation for RES Integrated Uncertain Power Systems
针对可再生能源（RES）集成电力系统的频率和电压调节问题，提出了一种基于扰动观测器的控制方法。所提出的方法作为一个前馈控制，提高了传统的比例积分微分（PID）控制器的动态性能。所提出的控制方案的鲁棒性已被验证，通过模拟下的最坏情况和随机的不确定性，以减轻实时变化的RES输出和负载。所提出的控制技术的性能进行比较，以及建立在通信延迟和白噪声的存在下的技术。
2022-06-01 cs.SY eess.SY
Quasiperiodic Disturbance Observer for Wideband Harmonic Suppression
针对传统准周期扰动抑制方法在带宽、非周期扰动放大、频率偏差间存在权衡的问题，提出一种准周期扰动观测器，可同时实现宽带谐波抑制、非周期扰动无放大和谐波抑制频率准确，并给出离散化实现方案。
2025-06-12 cs.SY eess.SY
Extended Dynamics Observer for Linear Systems with Disturbance
这是四个系列论文的最后一部分，针对信号输入信号输出（SISO）线性有限维系统的一般输入干扰破坏的稳定性。提出了一种新的观测器，称为扩展动态观测器（EDO），同时估计状态和干扰。EDO的工作机制包括两个部分：已知动态的扰动被其动态完全抵消，未知动态的扰动被高增益吸收。研究发现，只要具有未知输入扰动的控制对象可观测，高增益总是有效的，这是观测器设计的唯一假设。当扰动动力学除有界性外完全未知时，EDO被简化为扩展状态观测器或高增益观测器的扩展。所开发的方法的主要优点是，控制对象和干扰的先验信息可以尽可能多地利用。我们拥有的先验信息越多，观测器的性能就越好。基于估计/消除策略的精神，还开发了基于EDO的稳定输出反馈。所得到的闭环系统的稳定性的建立和一些理论结果进行了验证，通过数值模拟。
2020-11-12 cs.SY eess.SY math.OC
Data-Driven Inverse of Linear Systems and Application to Disturbance Observers
本工作发展了一个基于数据的构造LTI系统的逆动力学。具体地，这里解决的问题是基于预先收集的输入和输出数据从对应的输出序列中找到输入序列。该问题可以被认为是最近使用的行为方法，其中输出序列是通过求解由预先收集的数据形成的方程获得给定的输入序列的反向。在此条件下，问题给出了一个解决方案的调查，原来是L-延迟可逆的植物和一定程度的持续激励的数据输入。结果被应用于形成一个数据驱动的干扰观测器。由数据驱动的扰动观测器增强的对象动态特性在没有对象模型知识的情况下表现出扰动抑制。
2022-11-14 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
A New Encounter Between Leader-Follower Tracking and Observer-Based Control: Towards Enhancing Robustness against Disturbances
University of Kansas（堪萨斯大学）
本文研究了受扰动影响的领导者-跟随者多智能体系统（MAS）的鲁棒跟踪控制问题，提出了一种新的观测器基于分布式跟踪控制设计，通过设计首个此类分布式扰动观测器，使跟随者能够协作估计影响领导者的扰动以调整其动作，从而在放松的扰动假设下实现有界误差跟踪。
2019-05-10 cs.SY eess.SY
Coordination of Multi-Agent Systems under Switching Topologies via Disturbance Observer Based Approach
School of Automation, Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学自动化学院）
本文研究了在切换拓扑下异构多智能体系统的领航跟随协调问题，通过扰动观测器方法估计并抑制局部未界定扰动，利用公共李雅普诺夫函数技术克服拓扑变化带来的困难，提出两种协议并通过仿真验证有效性。
2016-01-13 cs.SY eess.SY math.OC
A Persistent-Excitation-Free Method for System Disturbance Estimation Using Concurrent Learning
针对传统扰动观测器依赖持续激励条件的问题，提出基于时变历史栈的并发学习扰动观测器，并证明误差有界收敛，仿真验证其在无PE条件下精度更高。
2023-06-05 cs.SY eess.SY
Asymptotic Stability of Active Disturbance Rejection Control for Linear SISO Plants with Low Observer Gains
本文研究低观测器增益下线性SISO被控对象ADRC的渐近稳定性，证明恒定扰动下可实现任意极点配置，无需高增益，并恢复模型观测器性能。
2023-10-12 cs.SY eess.SY
Disturbance Observer-based Robust Control Barrier Functions
本文提出将扰动观测器与控制屏障函数结合的DOB-CBF安全控制方法，通过在线凸二次规划估计并补偿外部扰动，在保证安全的同时改善性能权衡。
2023-02-21 cs.SY eess.SY math.OC
Fully Proprioceptive Slip-Velocity-Aware State Estimation for Mobile Robots via Invariant Kalman Filtering and Disturbance Observer
University of Michigan（密歇根大学）；Woven Planet
针对移动机器人滑移估计问题，提出融合惯性测量单元与机体速度数据、嵌入滑移速度到$\text{SE}_3(3)$李群的基于DOB的RI-EKF全本体感受状态估计器，经Husky机器人实验验证有效且开源可复现。
2023-10-01 cs.RO cs.SY eess.SY
Observer-Based Active Fault/Disturbance Compensation Control for Fully Actuated Systems
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学）
本文提出了一种基于观测器的主动故障/扰动补偿控制方法，用于完全执行器系统，通过新型观测器和非线性控制器实现系统状态估计与扰动补偿，验证了方法的稳定性和有效性。
2026-03-01 cs.SY eess.SY
Cascade Extended State Observer for Active Disturbance Rejection Control Applications under Measurement Noise
扩张状态观测器在非线性系统的反馈控制设计中起着重要的作用。然而，其高增益特性在工程实践中造成了一个挑战，即输出测量被不可忽略的高频噪声破坏。这种噪声的存在对观测器增益可以有多高提出了约束，这迫使在状态估计的快速收敛和控制任务实现的质量之间进行权衡。在这项工作中，提出了一种新的观测器的设计，以提高在噪声的存在下的估计性能。特别是，开发了一种独特的ESO级联组合，该组合能够快速准确地重建信号，同时避免了测量噪声的过度放大。所引入的观测器结构的有效性进行了验证，而作为一个主动扰动抑制控制（ADRC）计划的一部分。新的观测器结构进行的数值验证和理论分析表明，在噪声衰减方面的标准解决方案的改善。
2020-08-13 cs.SY eess.SY
On The Design of a Novel Finite-Time Nonlinear Extended State Observer for Class of Nonlinear Systems with Mismatch Disturbances and Uncertainties
The University of Technology（巴格达理工大学）；The University of Baghdad, College of Engineering（巴格达大学工程学院）
本文提出了一种新型有限时间非线性扩展状态观测器（NLESO），用于主动扰动抵消控制（ADRC）中通过输出反馈技术稳定非线性系统，针对系统不确定性和不连续扰动。将不确定性和扰动等系统中的非线性项聚合为一个称为“广义扰动”的单一项，NLESO在线估计广义扰动并从输入通道中抵消。通过采用饱和类非线性函数，显著减少了线性扩展状态观测器（LESO）中的峰值现象。利用有限时间Lyapunov理论分析NLESO的稳定性，并通过永磁直流（PMDC）电机的仿真验证了所提观测器的有效性。
2019-03-31 cs.SY eess.SY
Disturbance Observer-based Robust Integral Control Barrier Functions for Nonlinear Systems with High Relative Degree
针对有界加性扰动下的非线性系统安全控制问题，提出结合非线性扰动观测器与积分控制屏障函数的方法，并扩展至高相对阶情形。
2023-09-29 cs.SY eess.SY
Robust Safe Control Synthesis with Disturbance Observer-Based Control Barrier Functions
在复杂的实时操作环境中，外部干扰和不确定性会对动力系统的安全性、稳定性和性能产生不利影响。本文提出了一种在扰动存在下，利用控制李雅普诺夫函数（CLF）和控制障碍函数（CBF）的鲁棒镇定安全临界控制器综合框架。一个高增益的输入观测器的方法是适应于估计的时变未建模动态的CBF的误差界使用的CBF的一阶时间导数。这种方法导致了一个容易调谐的低阶干扰估计器结构的设计参数，因为它只利用CBF约束。通过构造一个CLF-CBF二次规划，利用估计的未知输入和相关的误差界来保证鲁棒安全性和指数稳定性。该方法适用于相对度为1和相对度较高的CBF约束。通过对自适应巡航控制系统和带有外部干扰的赛格威平台的数值仿真，验证了该方法的有效性。
2022-04-28 cs.SY eess.SY
Command-filter-based trajectory-tracking control of quadrotor subject to internal and external disturbances
针对四旋翼飞行器的未知内外扰动问题，提出集成扰动观测器与高增益观测器的指令滤波反步控制器，可同时解决扰动抑制与部分传感问题，避免反步设计的复杂度爆炸，降低对高精度传感器的依赖。
2025-10-30 cs.SY eess.SY
Sliding Mode Control for Systems with Mismatched Time-Varying Uncertainties via a Self-Learning Disturbance Observer
本文提出了一种新型的滑模控制（SMC）算法，通过一种新型的自学习干扰观测器（SLDO）来处理系统中的不匹配不确定性。一个计算效率的SLDO的反馈误差学习计划的框架内，传统的估计法和神经模糊结构（NFS）并行工作。在此框架中，NFS估计不匹配的干扰，并成为领先的干扰估计器，而前者提供的学习误差的NFS学习系统的行为。仿真结果表明，与SMC、积分SMC（ISMC）和基于基本非线性扰动观测器的SMC（SMC-BNDO）相比，所提出的基于SLDO的SMC（SMC-SLDO）在不匹配时变不确定性存在的情况下保证了鲁棒控制性能，在不匹配时变不确定性存在的情况下也保持了标称控制性能。此外，SMC-SLDO不仅抵消了不匹配的时变不确定性，而且还改善了存在不匹配的时不变不确定性时的瞬态响应性能。此外，SMC-SLDO的控制器增益需要被选择为大于扰动估计误差的上界，而不是实际扰动的上界，以保证系统的稳定性，这导致消除对控制信号的抖动影响。
2021-03-21 cs.SY eess.SY
Immersion and Invariance-based Disturbance Observer and Its Application to Safe Control
针对非线性扰动输入矩阵下现有观测器的强假设局限，提出基于浸入与不变性的扰动观测器，结合控制屏障函数与滤波器构建带扰动系统的安全控制方法，仿真验证了有效性。
2024-06-19 cs.SY eess.SY math.OC
Adaptive prescribed-time disturbance observer using nonsingular terminal sliding mode control: Extended Kalman filter and particle swarm optimization
研究了在状态未知、参数未知、外部负载扰动和非对称输入饱和的情况下，单输入单输出非线性系统的自适应有限时间镇定问题.设计了一个预定的有限时间干扰观测器来逼近不可测的外部干扰。针对非对称输入饱和系统的闭环控制问题，提出了一种非奇异指定有限时间终端滑模控制。扩展卡尔曼滤波器算法用于实时估计系统的状态和未知参数。此外，粒子群优化算法被用来获得所提出的干扰观测器和控制器的设计参数。为了显示所设计的控制方案的性能，所提出的方法是用来保证规定的有限时间稳定的非局部应变梯度纳米梁的非线性振动。最后，通过数值仿真验证了所提出的自适应控制方案与传统的滑模控制相比的有效性和性能。
2020-12-02 cs.SY eess.SY
A Guide to Design Disturbance Observer
本文的目的是阐明基于扰动观测器（DOB）的控制系统设计中的鲁棒性和性能约束。虽然DOB的带宽限制早已通过经验和观察而众所周知，但它们尚未被公式化和清楚地报告。在这方面，Bode和泊松积分公式中使用的鲁棒性分析，从而推导出解析的带宽约束的DOB。本文证明了当被控对象分别具有非最小相位零点和极点时，为了获得良好的鲁棒性，DOB的带宽存在上界和下界。此外，高阶扰动观测器（HODOB）可以改善系统的性能，但鲁棒性可能会恶化，带宽约束变得更加严重。针对基于DOB的鲁棒控制系统，提出了新的分析和设计方法，使系统具有良好的鲁棒性和预定的性能指标。仿真结果验证了所提方案的有效性。
2019-12-13 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
A Self-Learning Disturbance Observer for Nonlinear Systems in Feedback-Error Learning Scheme
结合2型神经模糊结构（T2 NFS）、反馈误差学习方案和滑模控制（SMC）理论，提出了一种新型在线自学习干扰观测器（SLDO）。SLDO是在反馈误差学习方案的框架内开发的，其中传统的估计法和T2NFS并行工作。在该方案中，后者学习不确定性，并成为领先的估计，而前者提供的学习误差的T2NFS学习系统动态。针对区间二型模糊逻辑系统，提出了一种基于SMC理论的学习算法。除了学习算法的稳定性，SLDO的稳定性和整个系统的稳定性证明存在时变干扰。仿真结果表明，由于T2NFS的学习过程，SLDO能够精确地估计时变扰动，与基本的非线性扰动观测器（BNDO）不同，因此基于SLDO的控制器对时变不确定性系统具有鲁棒控制性能，并且在不存在不确定性的情况下保持标称性能。
2021-03-27 cs.SY eess.SY
Existence and Completeness of Bounded Disturbance Observers: A Set-Membership Viewpoint
本文从集合成员视角研究线性离散系统中扰动观测器的有界性，提出充要存在条件并设计完备且最坏情况最优的观测器，仿真验证了有效性。
2023-09-06 cs.SY eess.SY
Resetting Disturbance Observers with application in Compensation of bounded nonlinearities like Hysteresis in Piezo-Actuators
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
本文提出了一种新型非线性（重置）扰动观测器，用于动态补偿如压电作动器中的一类有界非线性特性（如迟滞）。提出的重置扰动观测器（RDOB）基于重置控制的概念，利用了新的恒增益领先相位（CgLp）元件。分析了线性DOB的根本限制，即导致矛盾要求和DOB与反馈控制器之间依赖性设计的问题。提出了两种不同的RDOB配置，从不同角度试图缓解这些问题，并通过一个示例系统来突出改进。为这两种配置提供了稳定性准则。在实际压电设置中，验证了两种RDOB配置相比线性DOB的性能改进，并对结果进行了分析。
2018-06-18 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
Disturbance-Observer-Based Grid-Forming Control for Unbalanced Grids
Aalto University School of Electrical Engineering（阿尔托大学电气工程学院）；ABB Oy Drives（ABB驱动器公司）；ABB Corporate Research（ABB企业研究院）；Aix Marseille Univ, CNRS, LIS（艾克斯-马赛大学、法国国家科学研究中心、LIS实验室）
该研究针对不平衡电网提出基于扰动观测器的电网形成控制方法，集成电流限制方案，经12.5kVA变流器实验验证可在严重故障下运行。
2026-08-13 cs.SY eess.SY
Robust Adaptive Compensation of External Disturbances for Multi-Channel Linear Systems
本文提出一种基于内模原理和扩展误差自适应算法的多通道线性系统外部干扰补偿新方法，利用未知输入观测器估计状态与干扰，并构建扩展状态调节器，仿真验证了其有效性。
2023-10-11 cs.SY eess.SY
Disturbance Observer based Control of Integrating Processes with Dead-Time using PD controller
IIT Gandhinagar（印度学院古吉拉特理工学院）
本文提出基于设定时间、增益和相位裕度的PD控制器整定方法，用于控制具有积分加滞后时间常数（IPDT）的过程，并通过仿真验证有效性，同时讨论了增益裕度和设定时间对过程输出响应的影响。
2017-11-30 cs.SY eess.SY
Robust safety design for strict-feedback nonlinear systems via observer-based linear time varying feedback
Université Bourgogne Europe（勃艮第欧洲大学）；COMSATS University Islamabad（伊斯兰堡科马斯特斯大学）；Aix-Marseille University（艾克斯-马赛大学）
本文提出了一种基于观测器的鲁棒安全控制方法，用于严格反馈非线性系统，通过状态变换和线性时变扰动观测器实现安全控制设计。
2025-12-23 cs.SY eess.SY
Adaptive Disturbance Observer-based Full-Order Integral-Terminal Sliding Mode Control with Unknown A Priori Bound on Uncertainty
针对外部扰动界未知的非线性积分器链系统，提出ADO-FOITSMC连续有限时间控制方法，利用非单调自适应观测器增益抑制抖振并保证状态全局有界，且在刚性航天器姿态稳定中得到验证。
2025-10-05 cs.SY eess.SY math.OC
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
Accurate Control under Voltage Drop for Rotor Drones
Beihang University（北京航空航天大学）；School of Aeronautic Science and Engineering, Beihang University（北京航空航天大学航空科学与工程学院）；School of Automation Science and Electrical Engineering, Beihang University（北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院）；School of Cyber Science and Technology, Beihang University（北京航空航天大学网络空间科学与技术学院）；Hangzhou Innovation Institute, Beihang University（北京航空航天大学杭州创新研究院）
针对旋翼无人机长时间飞行或剧烈机动时电池电压降（VD）导致的扰动问题，提出集成电压降观测器（VDO）与固定时间滑模观测器（SMO）的抗扰动控制方案，通过精细化动力学模型与解耦观测降低保守性，实飞验证有效。
2025-04-12 cs.RO cs.SY eess.SY
A Guide to Design Disturbance Observer-based Motion Control Systems in Discrete-time Domain
本文在离散时间域中对基于扰动观测器的运动控制系统进行了分析和综合。利用Bode积分定理，证明了连续时间分析方法在解释由计算机和微控制器实现的基于DOB的鲁棒运动控制器的动态行为时是不合适的。例如，连续时间分析方法不能解释为什么数字运动控制器的鲁棒稳定性和性能随着DOb的带宽增加而恶化。因此，意外的动态响应（例如，当实际上通过使用连续时间合成方法来调谐数字鲁棒运动控制器的参数时，可能观察到差的稳定性和性能以及对干扰和噪声的高敏感性）。本文还解析推导了基于DOB的运动控制器在离散时间域的鲁棒稳定性和性能约束。建议的设计约束允许系统地合成一个高性能的数字鲁棒运动控制器。仿真结果验证了所提出的分析和综合方法的有效性。
2021-01-20 cs.SY eess.SY
Encrypted Data-driven Predictive Cloud Control with Disturbance Observer
在数据驱动的预测云控制任务中，云服务中存储和使用的数据的隐私可能会泄露给恶意攻击者或好奇的窃听者。同态加密技术可以在允许计算的同时保护数据隐私。然而，同态加密扩展引入了额外的错误，以确保隐私保护性能，实数截断也带来了不确定性。同时，系统输入输出中存在的过程噪声和测量噪声也会对系统产生干扰。在这项工作中，一个数据驱动的预测云控制器的基础上同态加密，以保护云数据隐私。此外，引入干扰观测器对云中计算的加密控制信号序列进行估计和补偿。通过加密保证了数据的隐私性，实验结果表明了云边缘协同设计的效果。
2023-02-06 cs.CR cs.SY eess.SY
Robust time-varying formation design for multi-agent systems with disturbances: Extended-state-observer method
研究了受外界干扰的二阶多智能体系统的鲁棒时变编队设计问题。首先，通过构造扩张状态观测器，估计扰动补偿量，这是所提出的鲁棒时变编队控制协议中的一个关键项。在此基础上，给出了编队中心函数的显式表达式，并分析了扰动补偿对编队中心函数的影响。基于编队可行性条件，利用代数Riccati方程技术，推导了编队控制协议增益矩阵的鲁棒时变编队设计准则。进一步分析了多智能体系统的跟踪性能和鲁棒性。最后，通过数值仿真验证了理论结果的有效性.
2019-09-19 cs.MA cs.SY eess.SY
Distributed consensus of linear MASs with an unknown leader via a predictive extended state observer considering input delay and disturbances
Ecole Centrale de Lille（里尔中央理工学院）；Beihang University（北京航空航天大学）；Beijing Jiaotong University（北京交通大学）
本文针对具有定向通信拓扑的线性多智能体系统在存在输入延迟和扰动时的扰动抑制问题，提出一种基于模型降阶技术的分布式一致性方法，设计了自适应预测扩展状态观测器并推导了线性矩阵不等式条件。
2018-03-23 cs.SY eess.SY
