ADRC控制算法由韩京清教授于年提出。针对PID存在的阶跃响应时出现超调现象、不适合处理非线性问题、积分过程调参影响大等问题，ADRC在PID基础上进行改进，并加入了状态观测器技术，提高了抗扰性。ADRC控制算法整体结构图如下：ADRC控制算法主要由跟踪微分器(TrackingDifferentiator，TD)、非线性状态误差反馈控制律(NonlinearStateErrorFeedbackLaw，NLSEF)、扩张状态观测器(ExtendedStateObserver，ESO)等三个部分组成。

跟踪微分器TD：

对于给定的期望值，可以减弱给定目标参数的冲击，实时获得柔化后的输出跟踪信号和匹配输出的微分信号，从而实现快速且无超调的跟随期望参数。

(1)功能：通过事先安排过渡过程，提取含有随机噪声的输入信号及微分信号；可解决PID超调性、快速性之间的矛盾。(2)数学表达形式：

其中，v1(k)表示期望信号v(k)的跟踪信号，v2(k)表示v1(k)的微分信号，r表示跟踪微分器的速度因子，h表示跟踪微分器的滤波因子。

(3)TD结构图：

2.扩张状态观测器ESO：

该部分主要通过检测系统内部的输入及其输出信号来实时估计系统中的内扰及外部干扰，将系统内部干扰扩张成一个新的状态变量使之能够被观测，这也是ADRC控制算法的核心思想，能够观测并补偿系统未知干扰。ESO中涉及五个参数为线性带宽w0、决定补偿作用强弱的b0以及ESO的三个反馈增益和，其中反馈增益β01，β02和β03与b0存在数值关系。

以二阶对象控制系统为例，其状态方程如下：其中，表示系统的内扰，ω(t)表示未知外扰，b表示控制量放大倍数，u表示控制量。将系统的内扰和未知外扰扩充为新的状态变量x3，则有：令，则上述非线性系统可扩张成新的线性系统，如下：对新的线性系统设计状态观测器，观测状态变量x1，x2，x3，令，则扩张状态观测算法表示为：上式中，fal(ε，α，δ)定义为：其中，β1，β2，β3表示扩张状态观测器的增益，α1，α2表示fal函数的幂次，δ表示fal函数的线性区间宽度。3.ESO结构图：4.非线性误差反馈NLSEF：通过选取适当的非线性函数设计线性化反馈系统，根据状态误差构造输出的控制量补偿系统的扰动总和。(1)功能：扰动抑制和消减。根据TD得出的给定信号和信号的微分，与ESO观测到的系统输出、输出导数的误差，进而进行控制和扰动补偿。可实现“小误差大增益，大误差小增益”的效果。(2)数学表达式：跟踪微分器的输出v1是安排的过渡过程，v2是其微分信号，z1和z2表示系统的状态变量，因此这两组变量之差就是系统的状态误差，通过非线性函数fal构造控制量u0。其中，ε1，ε2表示系统的状态误差，k1，k2表示系统的增益系数。ADRC特点：继承了经典PID控制器的精华，对被控对象的数学模型几乎没有任何要求，又在其基础上引入了基于现代控制理论的状态观测器技术，将抗干扰技术融入到了传统PID控制当中去，最终设计出了适合在工程实践中广泛应用的全新控制器。学习资料：文献：[1]韩京清.自抗扰控制技术:估计补偿不确定因素的控制技术:thetechniqueforestimatingand

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