线性/非线性切换扩张状态观测器的收敛性和稳定性分析

来源：信息与控制杂志2020年第2期北京时间：

作者：万慧, 齐晓慧

摘要：线性/非线性切换扩张状态观测器（linear/nonlinear switching extended state observer，SESO）是为追求更高的控制精度和抗扰能力，在进行状态估计时根据状态误差大小在线性扩张状态观测器（linear extended state observer，LESO）和非线性扩张状态观测器（nonlinear extended state observer，NLESO）之间进行切换的一种扩张状态观测器.但由于该算法存在非线性结构，目前还没有从频域角度对该方法进行收敛性和控制系统稳定性分析的相关研究.针对此问题，以二阶系统为研究对象，首先对SESO的结构及参数选择进行了介绍，然后，分别采用等效增益法和描述函数法，从频域角度对了其状态估计误差的收敛性和基于SESO的自抗扰控制系统的稳定性进行了研究.结果表明，三阶SESO具有良好的收敛性，能实现对系统状态和"总扰动"的误差估计，并且选择适当的SESO参数，可避免极限环的产生.

关键词：线性/非线性切换扩张, 状态观测器, 收敛性, 稳定性, 描述函数法