基于改进sigmoid函数的非线性跟踪微分器

作     者：邵星灵 王宏伦 SHAO Xing-ling;WANG Hong-lun

作者机构：北京航空航天大学无人驾驶飞行器设计研究所北京100191 北京航空航天大学飞行器控制一体化技术重点实验室北京100191 

出 版 物：《控制理论与应用》 (Control Theory & Applications)

年 卷 期：2014年第31卷第8期

页      面：1116-1122页

核心收录：

学科分类：0711[理学-系统科学] 07[理学] 08[工学] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 071102[理学-系统分析与集成] 081103[工学-系统工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61175084) 

主　　题：改进的sigmoid函数 加速度函数 跟踪微分器 扫频测试 

摘      要：本文受神经网络中常用的sigmoid激励函数特性的启发,提出了一种形式简单、调参相对容易的非线性跟踪微分器(STD).首先,在sigmoid函数的基础上引入指数和幅度因子,利用改进后的sigmoid函数构造加速度函数,接着,借助Lyapunov直接法证明了所设计的跟踪微分器的非摄动形式具有全局渐近稳定性,随后利用系统等价性给出了跟踪微分器的具体形式并通过扫频测试分析了其频域特性;最后,与线性微分器(LD)、全程快速跟踪微分器(HSTD)以及改进的跟踪微分器(ITD)、反正切形式的跟踪微分器(ATD)分别进行对比仿真分析.结果表明,基于sigmoid函数设计的跟踪微分器可以兼顾响应的快速性以及平稳性、全程无抖振,对信号的广义导数具有良好的逼近能力和滤波效果.