实际的机械振动系统往往比较复杂并且是非线性的,所以为了更好地分析、计算和控制,经常需要对实际的系统进行简化和抽象。双质量弹簧系统是一种常见的机械振动系统,且是最简单的多自由度系统,包含一个刚性模态和一个柔性模态,且柔性模态频率随质量块和弹簧系数的变化而改变。该系统一方面具有不确定性,另一方面系统振荡频率又与控制器的带宽很接近,因此很难处理。另外双质量弹簧系统基准问题既可以看成一个抗扰动问题,也可以看成一个鲁棒控制问题。因此,研究这个系统具有较大的理论价值和实际意义。扰动和不确定性几乎存在于所有的系统中,而对扰动和不确定性的处理自来不太容易,即既需要有较强的抗扰动能力又要有一定的鲁棒性能。自抗扰控制器恰好是这样一种既能处理扰动又兼具鲁棒性能的控制技术,其实现方式是将系统扰动和未建模动态即不确定性当成一个扩张状态,从而可以借鉴现代控制理论中状态观测器的方法实现对这个扩张状态的估计,这种对扰动实时估计和补偿的功能便是自抗扰控制技术的核心功能。本文针对双质量弹簧系统进行线性自抗扰控制研究,主要的研究成果如下:1)基于改进带宽整定自抗扰控制脉冲信号干扰抑制是双质量弹簧系统基准问题的核心,也是最常见的控制问题。为了提高控制性能并且降低控制增益,可以采用模型辅助的自抗扰控制器,但是由于自抗扰控制器通常利用高增益实现控制,而高增益在该基准问题中是需要规避的。研究发现,可以将传统自抗扰控制器的一个观测器的极点配置在原点,从而消除积分环节,使得控制器增益大幅度下降。在此基础上,再引入阻尼系数对带宽法进行修正,从而可以保证系统在实现快速稳定的同时满足其他要求。同时可以发现,幅值裕度和相角裕度并不能完全反映系统的鲁棒性能,需同时考虑对应的穿越频率和截止频率与系统固有频率之间的关系。2)基于观测器参数带宽化的自抗扰控制利用带宽化的方法对自抗扰控制器参数进行整定非常方便,也可以发现与很多控制方法实现等效,但是,由双质量弹簧系统的控制可知,引入阻尼系数对带宽法调整后能提高控制性能;另外当被控对象动态不等于积分串联型时,利用带宽法整定得到的参数并不能保证闭环系统的稳定性。因此,从控制性能和需要整定参数的个数两个角度出发,考虑一种新的自抗扰控制器参数整定方法,即将扩张状态观测器利用带宽法进行整定,而控制器增益通过静态输出反馈的方法进行设计得到。利用观测器参数带宽化的自抗扰控制器对双质量弹簧系统进行控制研究,分别利用2阶和3阶的自抗扰控制器进行控制仿真,结果发现,2阶的自抗扰控制器也能实现干扰抑制,但是无法满足鲁棒性能要求,而3阶的自抗扰控制器可以满足设计要求。3)针对正弦信号干扰抑制的自抗扰控制方案针对正弦信号干扰抑制问题,提出两种控制方案:当正弦信号频率已知时,可将提前获得的频率信息引入自抗扰控制器设计,通过利用两次扩张状态的方式可以实现对干扰信号的抑制。当正弦信号频率未知时,通过额外引入扩张卡尔曼滤波器或微分跟踪器,先通过卡尔曼滤波器扩张信号或微分跟踪器对扰动信号频率估计,再将自抗扰控制器中的频率参数信息进行相应修改,从而实现最终的控制效果。