双曲正弦非线性跟踪微分器设计

卜祥伟; 吴晓燕; 张蕊; 朱付景

doi:10.7652/xjtuxb201501018

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双曲正弦非线性跟踪微分器设计

更新时间：2025-07-09

- 双曲正弦非线性跟踪微分器设计
- Design of A Hyperbolic-Sine-Based Nonlinear Tracking Differentiator
- 西安交通大学学报 2015年49卷第1期页码：107-111+138
- 作者机构：
  
  空军工程大学防空反导学院,西安,710051
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  : 2014-04-17。作者简介: 卜祥伟(1987—),男,博士生;吴晓燕(通信作者),女,教授,博士生导师。基金项目: 航空科学基金资助项目(20130196004);陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2012JM8020)
- DOI：10.7652/xjtuxb201501018
  中图分类号： TP273
- 网络首发：2015-01-10，
  
  纸质出版：2015
- 稿件说明：
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卜祥伟, 吴晓燕, 张蕊, 等. 双曲正弦非线性跟踪微分器设计[J]. 西安交通大学学报, 2015,49(1):107-111+138.

Design of A Hyperbolic-Sine-Based Nonlinear Tracking Differentiator[J]. 2015, 49(1): 107-111+138.
卜祥伟, 吴晓燕, 张蕊, 等. 双曲正弦非线性跟踪微分器设计[J]. 西安交通大学学报, 2015,49(1):107-111+138. DOI： 10.7652/xjtuxb201501018.

Design of A Hyperbolic-Sine-Based Nonlinear Tracking Differentiator[J]. 2015, 49(1): 107-111+138. DOI： 10.7652/xjtuxb201501018.

摘要

针对传统跟踪微分器算法复杂、参数整定困难和噪声抑制能力有限的不足

设计了一种新型双曲正弦非线性跟踪微分器(HNTD)。引入终端吸引子函数和双曲正弦函数构造了HNTD的跟踪函数

并证明了其全局一致渐近稳定性。通过仿真分析设计参数变化对HNTD频域特性的影响

为其设计参数的整定提供参考。双曲正弦函数既能保证HNTD状态收敛的快速性

又能有效避免平衡点附近的颤振现象; 终端吸引子函数则保证了HNTD对噪声良好的抑制效果。仿真结果表明

HNTD的跟踪和滤波效果与传统跟踪微分器相比

不仅结构形式简单、设计参数相对较少、整定规则明确

而且在跟踪精度、响应速度和滤波能力等方面均具有一定的优势。

Abstract

A new hyperbolic-sine-based nonlinear tracking differentiator(HNTD)is presented to improve the performance of traditional tracking differentiators that are complicated

difficult to regulate parameters

and hard to restrain noises. The tracking function of HNTD is constructed by introducing a terminal attractor function and a hyperbolic sine function

and its global uniform asymptotical stability is proved. Then

the parameter regulating principle is obtained by analyzing the effects of parameters changes on frequency domain characteristics. The use of the hyperbolic sine function ensures the convergence speed of HNTD's states and eliminates chattering near the trimmed point. An excellent noise constraint performance is achieved by using the terminal attractor function. Simulation results show that the parameters of HNTD are easy to regulate

and the performance of HNTD is better than that of the traditional tracking differentiators in tracking speed and filtering.

关键词

Keywords

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