控制理论与应用

作者：夏鹏飞,李文硕,朱玉凯

单位：北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院,北京航空航天大学杭州创新研究院,北京航空航天大学 宇航学院

关键词：谐波齿轮传动; 多源干扰; 干扰观测器; 扩张状态观测器; 迟滞

基金：国家自然科学基金项目(62373033, 4232048, 61627810, 61633003, 61803282), 国家重点研发计划项目(2022YFB4701301)资助.

谐波齿轮传动系统能调节转速和扭矩, 但因具有传动误差、挠性刚度、摩擦和迟滞等多源干扰, 理想地将其等效为比例环节, 难以在精密运动控制中达到期望精度. 针对多源干扰下谐波齿轮传动系统精细角位置控制问题, 本文设计了一种将干扰观测器(DO)和扩张状态观测器(ESO)相结合的强抗扰控制(EADC)策略, 其中DO用于估计已知部分动态特性的迟滞干扰, ESO用于估计除迟滞之外的总扰动. 通过“前馈+反馈”的复合控制结构, 实现了对多源干扰的同时补偿和抑制, 从而保证谐波齿轮传动系统精度. 本文分析了DO和ESO的收敛性、闭环系统的稳定性, 对比了摩擦前馈补偿控制、自抗扰控制、基于干扰观测器控制和EADC方法的跟随和抗扰性能, 数值仿真结果表明, EADC优于其他3种控制, 验证了算法的有效性.

来源：2025年第6期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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