【进阶】自抗扰控制(ADRC)MATLAB_Simulink仿真模型


自抗扰控制(ADRC)Matlab/Simulink仿真模型

1. 自抗扰控制(ADRC)理论基础**
自抗扰控制(ADRC)是一种新型的控制方法,具有鲁棒性强、抗扰动能力好、精度高等优点。ADRC的核心思想是将系统扰动视为广义状态,并通过扩展状态观测器(ESO)对其进行估计和补偿。
ADRC算法由三个主要模块组成:跟踪微分器(TD)、非线性状态反馈控制器(NLSEFC)和扩展状态观测器(ESO)。TD用于估计系统状态和扰动,NLSEFC根据估计的状态和扰动生成控制信号,ESO用于估计广义状态,包括系统状态和扰动。
2. MATLAB-Simulink仿真环境搭建
2.1 MATLAB环境介绍
MATLAB(Matrix Laboratory)是一种用于技术计算的高级编程语言和交互式环境。它广泛应用于科学、工程、金融和工业等领域。MATLAB具有强大的数据分析、可视化和建模能力,使其成为MATLAB-Simulink仿真环境搭建的理想选择。
2.2 Simulink仿真平台简介
Simulink是MATLAB中的一个图形化仿真环境,用于建模、仿真和分析动态系统。它提供了一个直观的拖放式界面,允许用户创建系统模型并对其进行仿真。Simulink与MATLAB紧密集成,允许用户将MATLAB代码与Simulink模型结合使用,从而实现更复杂的仿真功能。
Simulink模型组成
Simulink模型由以下基本元素组成:
- **模块:**代表系统中的组件或功能,如增益、积分器、微分器等。
- **连线:**连接模块并表示信号流。
- **参数:**定义模块的行为,如增益值、积分时间常数等。
Simulink仿真流程
Simulink仿真流程包括以下步骤:
- **模型创建:**使用模块和连线创建系统模型。
- **参数设置:**为模块设置适当的参数。
- **仿真:**运行仿真,Simulink将根据模型计算系统响应。
- **结果分析:**使用MATLAB工具和图形化界面分析仿真结果。
代码块
- % 创建一个简单的Simulink模型
- model = simulink.Model('SimpleModel');
- % 添加增益模块
- gain = model.addBlock('Simulink/Sources/Gain');
- % 设置增益值
- gain.Gain = 10;
- % 添加输入和输出端口
- input = model.addInport('In');
- output = model.addOutport('Out');
- % 连接模块
- model.connect(input, gain, 1, 1);
- model.connect(gain, output, 1, 1);
- % 仿真模型
- sim(model);
- % 获取仿真结果
- out = model.get('Out');
- % 绘制仿真结果
- plot(out);
- xlabel('Time (s)');
- ylabel('Output');
- title('Simulink Simulation Result');
逻辑分析:
这段代码创建了一个简单的Simulink模型,其中包含一个增益模块。增益值设置为10。模型有两个端口:一个输入端口和一个输出端口。输入端口接收输入信号,增益模块对输入信号进行放大,输出端口输出放大的信号。
代码使用simulink.Model
类创建模型,addBlock
方法添加增益模块,Gain
属性设置增益值,addInport
和addOutport
方法添加输入和输出端口,connect
方法连接模块,sim
方法运行仿真,get
方法获取仿真结果,`plo
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