自抗扰控制(Adaptive Disturbance Rejection Control, 简称ADRC)是一种现代控制理论,由中国的李泽湘教授提出。该控制技术旨在解决系统中的未知干扰和参数不确定性问题,通过内部模型和扩展状态观测器实现对系统状态的精确估计,从而提高系统的鲁棒性和稳定性。
自抗扰控制器的主要组成部分包括以下几点:
1. 扩展状态观测器(Extended State Observer, ESO):ESO 是 ADRC 的核心部分,它不仅估计系统的常规状态,还能估计并分离出系统中的未知外部扰动和内部模型的参数变化。通过设计合适的观测器增益矩阵,可以确保系统状态的快速和准确估计。
2. 内部模型:内部模型用于复制系统中的主要扰动特性,使得控制器能够预测并抵消这些扰动的影响。设计合理的内部模型结构,可以有效地抑制扰动对系统性能的不利影响。
3. 控制律设计:基于 ESO 估算的状态和扰动,自抗扰控制器会生成一个控制输入,目的是使系统跟踪期望的参考信号,并尽可能减小扰动的影响。通常,控制律是通过优化性能指标(如最小化误差平方和)来设计的。
4. 参数在线调整:在实际应用中,系统的动态特性可能随时间变化或难以准确获取。ADRC 允许对内部模型参数进行在线调整,以适应这些变化,保持控制器的性能。
5. 鲁棒性:由于 ADRC 对系统模型的依赖程度较低,因此具有良好的鲁棒性,能应对模型不准确、参数变化以及未知扰动的情况。
在提供的"zkr.rar_自抗扰_自抗扰控制_自抗扰控制器"压缩包中,包含的 "新建日记本文档.jnt" 文件可能是源代码或者笔记文档,可能记录了自抗扰控制器的设计思路、算法实现细节或者是仿真结果。对于学习和理解 ADRC 控制技术,这个文件将提供宝贵的参考资料。通过深入研究这个文件,可以掌握如何构建和应用 ESO、设计有效的控制律,以及如何进行参数在线调整,从而在实际工程问题中实现自抗扰控制。
自抗扰控制技术以其独特的设计理念和出色的性能,在众多领域得到了广泛应用,例如电力系统、机械工程、航空航天和自动化等领域。通过学习和实践,你可以提升自己的控制系统设计能力,应对复杂动态环境中的挑战。