自抗扰控制技术——用于估计和补偿不确定因素的控制方法及算法, MATLAB实现

简介：
本书深入浅出地介绍了自抗扰控制（ADRC）技术及其在处理系统不确定性方面的应用，并通过MATLAB软件详细展示了相关控制策略的设计与实现过程。 自抗扰控制（Autonomous Disturbance Rejection Control, ADRC）是一种现代先进的控制系统理论，由韩京清教授提出。该技术旨在解决系统运行中遇到的不确定性问题，包括模型参数变化、外部干扰及内部动态变化等，并通过实时估算和补偿这些不确定性来实现系统的高精度控制。ADRC的核心思想是将控制器设计与不确定性的处理相结合以提高系统的鲁棒性和适应性。 ADRC主要包括三个部分：状态估计器、控制器以及扩展状态观测器（Extended State Observer, ESO）。其中，ESO作为关键技术能够在线估算系统状态和未知干扰的影响，并将其纳入观察范围。它通过增加虚拟状态变量来实现这一目标，使得不可测量但对性能有影响的因素得以实时监测。 自抗扰控制的设计基于ESO提供的估计信息进行反馈控制策略设计，确保在面临不确定性时系统的稳定性。其应用包括两个方面：一是系统状态的调整；二是干扰因素的有效抑制。通过这种机制，在实际操作中ADRC能够计算出针对不确定性和干扰的最佳补偿值，并相应地调节输入信号以维持良好的动态性能和稳态精度。 使用MATLAB进行自抗扰控制算法的设计与验证是工程师们常用的手段之一，因为这个软件提供了构建数学模型、系统仿真以及优化参数的功能。这使得在不同应用场景下获得最佳的控制效果成为可能。目前ADRC技术已经广泛应用于机械工程、航空航天、电力系统和自动化工厂等领域，在处理非线性复杂控制系统方面尤其表现出色。 总之，自抗扰控制是一种强大的工具，通过估算并补偿不确定性来提高系统的稳定性和鲁棒性能。MATLAB的应用简化了该算法的设计与验证过程，并促进了其在实际中的广泛应用。深入学习ADRC理论并通过MATLAB实践可以帮助我们更好地理解和应用这一先进的控制系统技术以解决工程问题。