自抗扰控制技术详解：改进的fhan算法

"本文主要介绍了改进的自抗扰控制算法fhan，并探讨了自抗扰控制（ADRC）的基本概念、结构、设计方法及其在实际应用中的重要性。" 自抗扰控制（ADRC）是一种现代控制理论，它旨在解决传统PID控制器在处理不确定性、非线性和动态变化环境中的局限性。ADRC技术由李泽湘教授提出，它通过估计和补偿系统中的不确定性，提供了一种更加灵活和稳健的控制策略。 1. ADRC的产生：传统的PID控制器依赖于误差信号e来调节系统，但这种方法存在一些问题，如误差积分可能导致系统迟钝、超调或振荡，微分环节的实现困难以及线性组合可能不是最佳选择。这些不足催生了ADRC的发展。 2. ADRC的结构：自抗扰控制的框图通常包括扩展状态观测器（ESO）、控制器和对象模型。ESO用于实时估计系统状态和未知干扰，控制器则根据这些信息设计出能够抵消不确定性和干扰的控制信号。 3. 安排过渡过程TD：过渡过程的安排是为了确保系统在面临输入变化时能够快速且稳定地响应。跟踪微分器是这一过程的关键部分，它能有效地处理快速变化的设定值，避免因误差过大导致的系统不稳定。 4. 扩张状态观测器：ESO是ADRC的核心组件，它通过扩展系统状态空间，将未建模的动态和外部干扰纳入考虑范围，从而实时估算系统状态和干扰。 5. 非线性反馈：ADRC采用非线性反馈设计，这使得它能应对非线性系统的挑战，提供更广泛的适用性。 6. 参数整定方法：ADRC的参数整定相对简化，通过调整控制器和ESO的参数，可以保证系统性能和稳定性，而无需深入的系统先验知识。 7. 应用：自抗扰控制已广泛应用于各种工业领域，如机器人控制、电力系统、车辆动力学、航空航天等，展现出强大的鲁棒性和适应性。 ADRC技术通过其独特的设计理念和结构，克服了传统控制理论的限制，提高了控制系统在复杂环境下的性能和稳定性。通过对系统不确定性和干扰的实时估计与补偿，ADRC在现代控制工程中扮演着越来越重要的角色。