A disturbance observer (DOB) is proposed to replace the external disturbance adaptation law in model reference adaptive control (MRAC) to perform robust tracking control performance for nonlinear servomechanisms. Lyapunov stable theory is implemented to combine the DOB with MRAC to simultaneously converge the estimated states and tracking errors toward null. Then, the disturbance observer-based MRAC (DOBMRAC) is proposed and realized. The single-input single-output (SISO) mass-spring-damper system and multi-input multi-output (MIMO) two-link manipulator robot system are both demonstrated as the control examples. However, in comparisons of tracking control performance between MRAC and DOBMRAC, it is found that the proposed controller reveals better robust tracking control performance for SISO and MIMO servomechanisms with unknown time-varying disturbances. The contributions of this paper are: i) the proposed DOBMRAC is successfully implemented in both the SISO and MIMO systems; ii) the proposed controller performs better tracking control performance than MRAC for unknown time-varying disturbances; iii) the DOBMRAC cannot only perform robust tracking control performance, but also shows disturbance estimation ability well; and iv) the proposed control methodology can also be widely applied to other MRAC systems with unknown time-varying disturbance.

中文翻译：

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一种新的模型参考自适应控制，具有基于干扰观测器的非线性伺服机构自适应律：SISO 和 MIMO 系统

提出了一种干扰观测器（DOB）来代替模型参考自适应控制（MRAC）中的外部干扰自适应律，以对非线性伺服机构执行鲁棒的跟踪控制性能。Lyapunov 稳定理论被实施以将 DOB 与 MRAC 结合起来，同时将估计状态和跟踪误差收敛到零。然后，提出并实现了基于干扰观测器的 MRAC（DOBMRAC）。单输入单输出 (SISO) 质量弹簧阻尼器系统和多输入多输出 (MIMO) 双连杆机械手机器人系统均作为控制示例进行演示。然而，在 MRAC 和 DOBMRAC 跟踪控制性能的比较中，结果表明，所提出的控制器对具有未知时变干扰的 SISO 和 MIMO 伺服机制具有更好的鲁棒跟踪控制性能。本文的贡献是：i) 提议的 DOBMRAC 在 SISO 和 MIMO 系统中都成功实施；ii) 对于未知的时变干扰，所提出的控制器比 MRAC 执行更好的跟踪控制性能；iii) DOBMRAC 不仅具有鲁棒的跟踪控制性能，而且具有良好的扰动估计能力；iv) 所提出的控制方法也可以广泛应用于其他具有未知时变干扰的 MRAC 系统。ii) 对于未知的时变干扰，所提出的控制器比 MRAC 执行更好的跟踪控制性能；iii) DOBMRAC 不仅具有鲁棒的跟踪控制性能，而且具有良好的扰动估计能力；iv) 所提出的控制方法也可以广泛应用于其他具有未知时变干扰的 MRAC 系统。ii) 对于未知的时变干扰，所提出的控制器比 MRAC 执行更好的跟踪控制性能；iii) DOBMRAC 不仅具有鲁棒的跟踪控制性能，而且具有良好的扰动估计能力；iv) 所提出的控制方法也可以广泛应用于其他具有未知时变干扰的 MRAC 系统。