自抗扰控制器ADRC的Simulink建模与仿真研究

"这篇文档是关于自抗扰控制器在Simulink环境下的建模与仿真的研究，由姜萍、郝靖宇、宗晓萍和王培光在《自动化技术与应用》期刊上发表。文章深入探讨了自抗扰控制器（ADRC）的基本原理和结构，并介绍了如何使用Simulink进行建模、子系统封装和创建自定义库，旨在简化仿真过程并提高效率。通过仿真实例验证了这种方法的有效性。" 自抗扰控制器（ADRC）是一种先进的控制策略，它源于传统的PID控制器但进行了显著改进。ADRC的核心思想是主动抑制系统内部和外部的扰动，从而提高系统的稳定性和控制性能。相对于PID控制器，ADRC的关键优势在于它能够在线估计和分离系统的未知扰动，而不依赖于精确的系统模型。 在ADRC的结构中，主要包含三部分：扩展状态观测器（ESO）、反馈控制器和控制器设计。扩展状态观测器用于实时估计系统的状态和未知扰动，提供对系统动态的全面了解；反馈控制器基于这些估计值来调整控制输入，以抵消扰动的影响；控制器设计则依据系统的性能指标来优化控制策略。 Simulink是MATLAB软件中的一个图形化仿真工具，用于构建、仿真和分析多域动态系统。在Simulink环境中建模ADRC，可以直观地表示系统结构，并方便地调整参数以进行仿真。子系统封装允许将复杂的控制逻辑封装成可重用的模块，便于管理和复用；创建自定义库则可以组织和保存特定的控制算法，方便未来项目的引用。 文章中提到，通过Simulink建立的ADRC模型不仅允许快速更改参数并观察仿真结果，还可以将结果保存，这极大地提高了仿真效率，减少了编程工作量。通过具体的仿真实例，作者证明了Simulink在ADRC建模和仿真中的实用性，表明这种方法对于理解和应用ADRC技术具有重要意义。 自抗扰控制技术通过Simulink平台提供了强大的建模和仿真能力，有助于研究人员和工程师更好地理解和实施ADRC，提升控制系统的设计和性能。通过深入学习和实践，ADRC可以应用于各种领域的复杂控制系统设计，如工业自动化、航空航天、电力系统等领域，实现高精度和鲁棒的控制效果。