基于自抗扰控制器和线性误差反馈控制律(ADRC-LSEF)的控制系统simulink建模与仿真

1.课题概述

基于自抗扰控制器和线性误差反馈控制律(ADRC-LSEF)的控制系统simulink建模与仿真。

2.系统仿真结果

3.核心程序与模型

版本：MATLAB2022a

4.系统原理简介

       自抗扰控制器(Active Disturbance Rejection Controller, ADRC)结合线性误差反馈控制律(Linear Error Feedback, LSEF)形成ADRC-LSEF控制系统，是一种先进的控制策略，旨在高效抑制系统内外部扰动，提供优异的动态响应和鲁棒性。这种方法特别适用于非线性、时变系统，或系统模型未知、难以精确建模的情况。

4.1 ADRC原理

       ADRC的核心理念是将控制问题转化为扰动的主动抑制问题，通过内部模型的构造，实时估计并补偿未知扰动。ADRC通常包括以下几个关键组成部分：

增益调度器：动态调整控制器增益，适应系统参数的变化，增强系统的鲁棒性。

扩张状态观测器：构建一个高阶观测器来估计系统状态和未知扰动，即使在系统模型不完全已知的情况下也能实现。

内部模型：设计一个或几个简单的内部模型来匹配期望的扰动动态特性，进而通过观测器估计和抵消实际扰动。

4.2 线性误差反馈控制律(LSEF)

       线性误差反馈控制律基于误差信号（设定值与实际值之差）进行控制，是最基本的控制策略之一，公式形式简单明了：

4.3 ADRC-LSEF融合系统

      将ADRC与线性误差反馈控制律融合，可以在不完全依赖系统模型的情况下，通过观测器估计系统状态和扰动，同时利用线性误差反馈快速响应误差变化，实现对系统精确控制。

       ADRC-LSEF控制系统通过ADRC的扰动观测和补偿能力，以及LSEF的快速误差响应特性，共同作用于复杂控制问题，特别是在模型不确定性较大或扰动显著的场景下，展现出了良好的控制性能和鲁棒性。