幅值与速率饱和的简单有效抗积分饱和技术：一种自主 underwater vehicle案例研究
系统与控制
2026-04-16 v2 系统与控制
摘要
执行器幅值和速率饱和(A&R Sat)，以及随之而来的积分饱和问题，长期以来一直是控制系统中的挑战。抗积分饱和(AW)解决方案已在过去几十年中开发，通常可分为两大类：经典抗积分饱和和现代抗积分饱和。经典方法提供了简单而有效的结果，主要针对幅值饱和。相比之下，现代方法提供了强大且理论上严谳的解决方案，能够处理幅值和速率饱和。然而，MAW的推导过程常常施加限制性条件，且在实际工程问题中可能较难应用。尽管如此，文献对能够在存在A&R Sat元素时提供简单而有效的经典CAW方案的潜力关注有限乃至完全忽略。本文重新审视此问题，提出两种著名控制器(PID和LQI)的修改方案。得到的结果在REMUS AUV yaw控制问题上进行了基准测试，并与受约束的模型预测控制(MPC)进行了比较，表明这些经典技术仍能提供简单而有效的解决方案，至少对于SISO系统而言，性能相当。这些发现可能刺激进一步的研究，以实现仅需一个(或有限数量的)额外调参参数和直观实现的相当性能。
引用
@article{arxiv.2601.01302,
title = {Simple yet Effective Anti-windup Techniques for Amplitude and Rate Saturation: An Autonomous Underwater Vehicle Case Study},
author = {Pouria Sarhadi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.01302},
year = {2026}
}