简述四种干扰观测器（二）：基于非线性观测器的干扰观测器

开启干扰观测器系列，这个系列将简述四种常用的干扰观测器的原理以及应用场景。

分别为：

1基于名义逆模型的干扰观测器；

2基于非线性观测器的干扰观测器；

3基于状态观测器的干扰观测器；

4基于扩张状态观测器的干扰观测器。

大家可以根据系统本身的特性来选择最适用的观测器。

本篇介绍的基于非线性观测器的干扰观测器，是依据陈文华老师2000年的论文来构造阐述的（注1），是一种非常简单有效的干扰观测器。

先介绍原理，最后讲如何简化应用。

                                                       假设系统的模型如下，T是力矩，d是干扰力矩，J()和G()，均是非线性函数。

                                                      构造干扰观测器的方程如下：

                                                     假设

                                                    定义干扰观测的误差为：

                                                        L定义为对角阵，c为观测器的收敛极点。

                                                        定义一个新的变量z；

通过不断计算公式12，可得出z的估计值，因此干扰的估计值可以通过公式13来计算出来。公式12和公式13即是干扰观测器的方程。

L()可设置为对角阵，p()由公式10给出。

原理介绍完，你可能觉得一头雾水，下面介绍如何在最通用的二阶线性模型中应用，即可豁然开朗了。

以被控对象为最普遍的二阶模型为例，下面介绍如果构建简单的一阶干扰观测器。模板都在，应用时仅仅需要变换参数，设置带宽L即可。原谅我懒得打公式。。。

总结：

1这种观测器的最大优势既是简单好用。

2如果被控对象的参数不准确也没有关系，这样估计的干扰就包含参数不准确项了。

3 带有干扰观测器的控制器最好不用积分控制，因为积分也是抗干扰的，二者容易重叠导致控制器超调，可以用P或者PD控制。

4 这种干扰观测器可以应用非线性的被控对象，但是我给出的模板是二阶线性的，因为这种被控模型在运动控制中最为常见。

5 模板中的观测器带宽L最好是控制器带宽的3-5倍。

6 上篇中基于名义逆模型的干扰观测器很难应用在非线性系统中。

7 大神 

 提示，这种观测器在不容易获得输出量的导数时，并不方便，比如电机控制的速度环中，不好获得加速度信息。但是在存在陀螺仪的控制系统中，角度角速度都容易获得，比如无人机或者卫星控制，就比较好用了。

注1：

注2：

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