【进阶】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：

1. **模型创建：**使用模块和连线创建系统模型。
2. **参数设置：**为模块设置适当的参数。
3. **仿真：**运行仿真，Simulink将根据模型计算系统响应。
4. **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