自抗扰控制(ADRC)技术入门与控制器调校

"这篇文档是关于自抗扰控制(ADRC)技术的入门资料，旨在帮助读者深化对自动控制原理的理解。文档介绍了包括控制器缩放、控制器参数化和实际优化在内的新工具集，以标准化控制器调整过程。" 自抗扰控制（ADRC）是一种现代控制理论，它结合了传统PID控制器的简单性和适应性，以及先进的扰动观测器的鲁棒性。该技术在处理系统不确定性、外部扰动和内部动态性能优化方面表现突出。 1. 控制器缩放（Controller Scaling） 控制器缩放是一种方法，可以将现有的控制器频率尺度化，适用于一大类增益和带宽不同的植物模型（即被控对象）。这个过程消除了针对不同植物模型反复进行控制器调优的需求，提高了设计效率。 2. 控制器参数化（Controller Parameterization） 控制器参数化是将控制器参数转化为单一变量——环路增益带宽的函数。这大大简化了调参过程，使得设计者只需关注带宽选择，即可得到满足性能要求的控制器。 3. 实际优化（Practical Optimization） 实际优化是指在考虑物理约束条件下最大化带宽，这些约束决定了系统性能的极限。通过这种方式，可以确保控制器的设计既满足性能指标，又符合实际硬件限制。 关键词如“PID”、“Auto-Tuning”和“Adaptive Self-Tuning”等表明，ADRC技术也涉及PID控制器的自动化调参和自适应自整定策略，以及利用扰动观测器增强系统的抗干扰能力。此外，“Computer Aided Controller Design”提示该文档可能包含了计算机辅助控制器设计的方法，可能包含软件工具和算法，帮助工程师更加科学地进行控制器设计。 ADRC的核心在于提供了一种通用且适应性强的控制策略，能够在不完全了解系统动态特性的前提下，有效地控制各种复杂系统。其应用范围广泛，包括机械工程、航空航天、电力系统等多个领域。通过深入学习ADRC，工程师能够掌握一种更为先进和灵活的控制方法，以应对不断变化的控制挑战。