鄢志丹教授团队在随钻高速传输研究领域取得新进展

近日，我院鄢志丹教授团队在随钻高速传输研究领域取得新进展，研究论文《一种采用顺序输出叠加扩张状态观测器预估连续波脉冲发生器水力转矩的自抗扰控制器策略》（An ADRC Strategy with Sequential Output Stacking Extended State Observers to Evaluate Hydraulic Torque for a Continuous-wave Pulse Generator）发表于国际顶级、SCI 一区 TOP期刊IEEE Transactions on Industrial Informatics，该期刊2022-2023年影响因子为12.3，在CiteScore自动化与控制系统学科期刊排名中位列第一（1/286）。控制科学与工程学院鄢志丹教授为论文通讯和第一作者，第二作者为2021级硕士生邓世琰，中国石油大学（华东）为第一单位。

连续波脉冲信号产生质量与永磁同步电机转速变化特性密切相关。然而，复杂时变的工况环境对其转速的精确控制造成极大挑战。因此，具有系统模型依赖程度低和鲁棒性良好的优势的自抗扰控制（ADRC）被广泛用于控制永磁同步电机，以提高系统抵抗复杂水力转矩的能力。尽管现有的自抗扰控制方法能驱动电机运转，但外部扰动的干扰和内部参数的不确定性影响仍然是转速精准控制的难点。为了抑制系统内外扰动，一种级联ADRC中的扩张状态观测器（ESO）的方法被提出。级联ESO能观测系统的残余扰动，同时，其不受系统测量噪声的影响，提高系统的抗干扰能力。虽然 ADRC 在提高抗扰性能方面有所改进，但级联观测器数量的选择和观测器参数整定的一般方法仍是悬而未决的问题。

鉴于上述难题，该团队提出了一种采用顺序输出堆叠扩张状态观测器（SOS-ESO）的改进型自抗扰控制策略（SnADRC）。该方法首先采用SOS-ESO逐级观测复杂干扰，提高复杂干扰的估计精度和系统的控制精度。特别地，首创性提出选择观测器数量的方式与建立总扰动阶数和观测器数量的内在联系以增强系统抗扰性能。仿真和实验结果均证明SnADRC在电机运动控制中具有卓越的性能。

审稿专家和责任编辑对该成果给予高度评价，认为该研究成果有突出的创新性和学科贡献，为控制和工程领域的实际应用增添了新的理论和技术。

近年来，鄢志丹教授团队致力于随钻高速传输方法研究，在IEEE Transactions on Industrial Informatics、IEEE Transactions on Power Electronics、Geoenergy Science and Engineering等国内外重要期刊发表多篇高水平研究论文，并与地方企业合作对部分成熟技术进行了成果转化。

全文链接：10.1109/TII.2023.3321096