自抗扰控制算法C语言实现

自抗扰控制（Active Disturbance Rejection Control，简称ADRC）是一种基于观测器的控制算法，用于对系统的扰动进行实时估计和补偿，以提高控制系统的鲁棒性和性能。以下是一个简单的自抗扰控制算法的C语言实现示例：

#include <stdio.h>

typedef struct {
    double x;   // 观测器状态变量
    double a1;  // 观测器参数
    double a2;
    double h;   // 观测器增益
} Observer;

typedef struct {
    double x;   // 控制器状态变量
    double b0;  // 控制器参数
    double b1;
    double b2;
    double u;   // 控制器输出
} Controller;

void adrc_control(double r, double y, Observer *observer, Controller *controller) {
    double e = r - y;    // 计算误差
    
    // 更新观测器状态变量
    observer->x = observer->x + observer->h * (e - observer->a1 * observer->x);
    
    // 更新控制器状态变量
    controller->x = controller->x + controller->b0 * (observer->x - controller->x) + controller->b1 * (observer->x - controller->x) + controller->b2 * (observer->x - controller->x);
    
    // 计算控制器输出
    controller->u = controller->x;
}

int main() {
    Observer observer = {0.0, 0.1, 0.2, 1.0};     // 初始化观测器
    Controller controller = {0.0, 0.5, 0.3, 0.1};  // 初始化控制器
    
    double setpoint = 10.0;   // 设定值
    double process_variable = 0.0;   // 控制对象的输出
    
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        adrc_control(setpoint, process_variable, &observer, &controller);
        process_variable = process_variable + controller.u;
        
        printf("Control output at step %d: %f\n", i, controller.u);
    }
    
    return 0;
}

这个示例演示了如何使用C语言实现一个简单的自抗扰控制算法。代码中使用了观测器和控制器两个结构体来保存状态变量和参数，`adrc_control`函数用于执行自抗扰控制算法的计算。在主函数中，我们可以设置设定值和控制对象的初始输出，并通过循环模拟控制过程，输出控制器的输出值。

请注意，这只是一个简单的示例，实际的自抗扰控制算法可能会更加复杂，需要根据具体的控制对象和要求进行调整和优化。