编辑荐语

传感器灵敏度未知时，测量信号不可靠，干扰抑制与系统稳定性控制难度骤增。传统方法或依赖反步设计、计算负担重，或难以处理大范围测量不确定性。杭州电子科技大学与湖州师范大学团队提出一种改进双压制缩放控制方法：针对线性增长与多项式增长两类条件分别设计控制策略，无需反步设计、计算量小，可实现高精度干扰抑制与闭环内部稳定。该研究为传感器灵敏度未知的非线性系统控制提供了高效可行的新思路。

标题：Output feedback disturbance attenuation for nonlinear systems with unknown sensor sensitivity（具有未知传感器灵敏度的非线性系统输出反馈干扰抑制）

作者：Xin Yin1, Chengdi Xiang1, Xianglei Jia1, Weifeng Xia2

机构：1 杭州电子科技大学自动化学院；2 湖州师范大学工学院

引用：Yin, X., Xiang, C., Jia, X. et al. Output feedback disturbance attenuation for nonlinear systems with unknown sensor sensitivity. Control Theory Technol. (2026). https://doi.org/10.1007/s11768-026-00322-9

全文链接：https://rdcu.be/fezJ5

摘要

本文研究一类具有未知传感器灵敏度的非线性系统的输出反馈几乎干扰解耦的问题。为解决大测量不确定性和外部扰动带来的复杂性，基于广义李雅普诺夫矩阵不等式提出一种双压制方法。针对两类非线性增长条件，实现了任意精度地抑制扰动对输出的影响，同时保证闭环系统的内部稳定性。特别地，所提控制方法为非反步设计，计算负担更小。最后，仿真结果验证了该控制方法的有效性。

引言

扰动在实际工程中普遍存在，通常难以实现完全干扰解耦。作为折中方案，几乎干扰解耦（ADD）被提出以最小化扰动的负面影响，该问题在线性与非线性系统中得到广泛研究。相较于状态反馈框架，非线性输出反馈控制更具挑战性，而传感器灵敏度未知引发的测量不确定性，进一步加大了输出反馈干扰抑制的设计难度。

现有研究多聚焦于常规测量不确定性，针对传感器灵敏度未知（输出含未知时变参数）的大范围测量误差场景，现有方法难以直接扩展，且传统反步设计存在计算复杂度高的问题。为突破上述瓶颈，本文聚焦传感器灵敏度未知的非线性系统，开展输出反馈干扰抑制研究。

本文核心贡献如下：

（1）针对线性增长与多项式增长两类非线性条件，分别提出基于不确定时变矩阵不等式的双增益缩放控制方法，实现干扰抑制与闭环内部稳定。

（2）采用改进双压制技术替代传统反步设计，降低控制器设计计算复杂度，且允许传感器灵敏度不可微。

（3）本文所建立的设计方案，能够直接推广并应用于一类更为广泛的非线性参数化系统，其中系统可包含时变未知的控制系数。

结论

本文针对传感器灵敏度未知的非线性系统几乎干扰解耦问题，提出双压制输出反馈控制方法，分别研究线性增长与多项式增长两种场景，前者采用双静态增益，后者采用单静态增益与单动态增益。方法采用非反步设计简化计算流程，可实现高精度干扰抑制与闭环全局一致渐近稳定。仿真案例验证了所提方法的有效性。未来研究将拓展该方法至多输入多输出非线性系统、时滞系统等更复杂场景，进一步提升方法的工程适用性。

作者介绍

Xin Yin 2022 年获临沂大学理学学士学位，现为杭州电子科技大学自动化学院硕士研究生，研究方向为非线性几乎干扰解耦系统与自适应控制。

Chengdi Xiang 2016年获澳大利亚新南威尔士大学电气工程博士学位，现为杭州电子科技大学自动化学院副教授，研究方向为量子相干控制、量子反馈控制、鲁棒控制与切换非线性系统

Xianglei Jia 2017 年获南京理工大学博士学位，2015-2016 年日本芝浦工业大学访问学者，现为杭州电子科技大学自动化学院副教授，研究方向为非线性自适应控制、量化/事件触发控制、切换非线性系统与时滞非线性系统。

Weifeng Xia 2001年获杭州师范大学数学学士学位，2006年获杭州师范大学数学硕士学位，2019年获南京理工大学控制科学与工程博士学位，现为湖州师范大学工学院副教授，研究方向为鲁棒控制与滤波、时滞系统。

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Control Theory and Technology (CTT), 中文名《控制理论与技术》, 创刊于2003年，原刊名为Journal of Control Theory and Applications，2014年刊名更改为Control Theory and Technology。由华南理工大学与中国科学院数学与系统科学研究院联合主办，主要报道系统控制科学中具有新观念、新思想的理论研究成果及其在各个领域中的应用。目前被 ESCI (JIF 1.5)、EI、Scopus (CiteScore 3.2)、CSCD、INSPEC、ACM 等众多数据库收录, 并于2013–2018年获得两期中国科技期刊国际影响力提升计划项目资助。2017–2021年连续获得“中国最具国际影响力学术期刊”和“中国国际影响力优秀学术期刊”称号，获得广东省高水平科技期刊建设项目I期(2021-2024年)和II期，2022-2025年进入中国科协自动化学科领域高质量科技期刊目录。

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