Simulink中自抗扰控制器封装与定制库构建详解

本篇文章主要介绍了如何在Matlab Simulink环境中创建和封装自抗扰控制器（Active Disturbances Rejection Controller, ADRC）的模块，以及如何利用Simulink的功能来定制库文件。以下是文章的核心知识点： 1. **创建封装对话框**： 在创建子系统的封装过程中，用户首先需要从Edit菜单中选择Edit Mask命令，这会启动Mask Editor对话框。在这个对话框中，Parameter选项页允许用户添加扩张状态观测器的参数，如h、bt01、bt02等，作为edit控制，用户可以直接输入数值，并将这些值存储在封装工作区的变量中，以便子系统访问。 2. **模块说明和帮助文本**： Documentation选项页用于定义封装类型的说明和帮助文本，包括Mask type（封装类型）、Mask description（模块描述）和Mask help（帮助文本），用户可以通过相应的编辑框填写相应的文档信息。 3. **创建模块图标**： Simulink提供了绘制命令功能，用户可以输入MATLAB语法风格的代码，如disp('ESO')，来创建自定义的模块图标。这样，封装后的子系统图标就会直观地显示其功能，如Extended State Observer（扩展状态观测器）。 4. **子系统封装与参数设置**： 封装后的子系统允许用户通过双击模块直接进入参数设置窗口，修改系统参数并观察其影响。输入变量如u和e控制系统的输入和误差，输出变量z1、z2、z3则反映了状态估计和实时作用量的估计。 5. **子系统库的自定义**： 在Matlab开发环境中，用户可以创建自定义的Simulink库文件，将封装的子系统模块组织在一起，便于管理和调用。通过新建Library窗口，添加模块并保存为库文件，提高了工作效率。 6. **自抗扰控制器建模与仿真**： 文章作者研究了自抗扰控制器的基本原理和结构，并重点展示了如何在Simulink中实现其建模和封装。这种方法的优点在于能快速调整系统参数，观察仿真结果，减少了编程工作量，并通过实例证明了其实用性和有效性。 本文详细介绍了在Matlab Simulink环境下设计和使用自抗扰控制器的封装过程，以及如何通过子系统封装和自定义库来提高仿真的效率和灵活性。这对于从事自动化技术和控制理论研究的工程师来说是一份实用的指南。