在自动控制领域，自抗扰控制（ADRC，Adaptive Disturbance Rejection Control）是一种先进的控制策略，它能够有效地抑制系统内部和外部扰动，提高系统的动态性能和稳定性。自抗扰控制器的设计包含了几个关键组件，其中之一就是跟踪微分器（Tracking Differentiator）。在Simulink中搭建自抗扰控制器时，跟踪微分器扮演着至关重要的角色。
跟踪微分器的主要任务是估计系统的高阶导数，即系统输出的变化率。在实际应用中，由于传感器的限制和信号噪声的存在，直接测量这些高阶导数通常是困难的。跟踪微分器通过数字滤波和补偿算法，能够近似计算出这些导数，为控制器提供更精确的参考信号变化信息。
自抗扰控制的原理基于扩展状态观测器（Extended State Observer, ESO），ESO将系统的未测量状态（如扰动）和高阶导数视为额外的状态，然后进行估计。跟踪微分器作为ESO的一部分，其设计通常包括低通滤波和微分环节，低通滤波用于滤除高频噪声，微分环节则用于计算导数。
在Simulink中实现跟踪微分器，我们可以创建一个子系统，包含必要的滤波器模块和微分块。滤波器可能采用第一或第二阶低通滤波器，以合适的截止频率设定来平衡噪声抑制和快速响应。微分块可以使用离散微分器或者基于差分方程的模拟微分器，根据系统的采样特性选择合适的实现方式。
在“p71TD.mdl”这个模型文件中，我们可以预期看到一个完整的自抗扰控制系统结构，其中包括跟踪微分器模块。这个模块与其他控制组件（如误差计算器、控制器和状态观测器）相互配合，形成一个闭环控制回路。通过调整这些组件的参数，可以优化整个系统的动态性能，比如提升跟踪精度、减小超调和提高响应速度。
在实际应用中，自抗扰控制广泛应用于电力系统、机械工程、航空航天以及过程控制等多个领域。它的优点在于不需要精确的系统模型，对参数摄动和外部扰动有较强的鲁棒性，而且能够简化控制器设计过程。然而，正确地配置跟踪微分器和其他组件的参数仍然是一个挑战，需要根据具体系统的特性进行调整。
自抗扰控制中的跟踪微分器是一个关键组成部分，它负责估算系统输出的变化率，以帮助控制器做出更精确的决策。在Simulink环境中，通过搭建适当的模型，我们可以研究和优化这个组件，以实现更高效、更稳定的控制系统。
