ADRC算法与参数整定心得分享——自抗扰控制解析

"关于ADRC算法以及参数整定（调参）的一些心得体会" 本文主要讨论的是自抗扰控制（Active Disturbance Rejection Control，简称ADRC）算法及其参数整定的方法，这是由韩京清教授提出的新型控制技术。ADRC结合了经典控制器的简单性和现代控制理论的先进性，尤其适用于工程实践。 1. ADRC算法概述 ADRC控制器由三个关键部分组成：跟踪微分器、非线性状态反馈和扩张观测器（Expansion State Observer，ESO）。跟踪微分器的作用是确保输入信号平滑，避免系统在跟踪过程中出现突然变化。非线性状态反馈超越了传统的PD控制，通过非线性函数处理误差和误差导数，增强了控制性能。扩张观测器不仅观测系统的状态和速度，还能估计加速度，即系统的扰动，从而实现扰动的实时补偿。 2. 参数整定策略 参数整定是ADRC应用中的重要环节，通常分为几个步骤： - 固定跟踪微分器的参数，设定一个较小的值，以保证输入信号的平滑。 - 选定合适的带宽，逐步增加非线性反馈的增益，这有助于提高系统的响应速度和稳定性。 - 通过调整扩张观测器的参数来估计并补偿扰动，这是优化系统性能的关键。 3. ADRC的核心——扰动补偿 扰动补偿模块是ADRC算法的核心，它将原本难以处理的系统扰动转化为可观察和可补偿的项。通过对扰动的实时观测和补偿，可以极大地提升系统的抗干扰能力和控制精度。 4. 应用与挑战 ADRC算法因其灵活性和适应性强，已在多个领域得到应用，如机器人控制、航空航天、电力系统等。然而，参数整定仍然需要经验和专业知识，不同系统可能需要不同的调参策略，且对于观测器的理解和设计仍有深入研究的空间。 ADRC算法提供了一种有效应对复杂动态系统和不确定性扰动的控制方法。通过合理的参数整定，可以实现高效、稳定的控制效果。然而，如何优化参数设置，以及进一步理解并改进扩张观测器的功能，仍然是ADRC技术发展的重要课题。