采用差分补偿和非奇异终端滑模技术的增强型主动干扰抑制控制及其在进气压力系统中的应用

《IEEE Open Journal of the Industrial Electronics Society》：Enhanced Active Disturbance Rejection Control with Differential Compensation and Nonsingular Terminal Sliding Mode and Application in Intake Pressure Systems

　　

摘要：

本文研究了航空发动机在瞬态测试条件下的进气压力控制问题。在这些条件下，快速的气流变化、强烈的测量噪声以及有限的采样频率给基于传统主动干扰抑制控制（ADRC）的解决方案带来了重大挑战。为此，提出并实现了一种改进的主动干扰抑制控制（ADRC）方案，该方案结合了差分补偿扩展状态观测器（DCESO）和非奇异终端滑模控制（NTSMC），称为NTSMC-DCESO。为了提高扩展状态观测器（ESO）的估计精度和快速性，采用了基于快速算法的跟踪微分器（Fast-TD）来过滤传感器信号，并为DCESO提供精确的微分信号。为了进一步提升控制器的响应特性，通过结合非奇异终端滑模（NTSM）表面和指数逼近律来设计反馈控制律。实验结果表明，所提出的NTSMC-DCESO方案在干扰抑制能力和恢复快速性方面具有显著的效果。该控制方案不仅解决了当前航空发动机瞬态测试中的挑战，也为其他类似实际系统的应用提供了良好的前景。