从PID技术到"自抗扰控制"技术

从传统PID的原理出发，分析了它的优缺点。利用非线性机制来开发了一些具有特殊功能的环节：跟踪微分器（TD），扩张状态观测器（ESO），非线性PID（NPID）等，并以此组合出高品质的新型控制器－自抗扰控制器（ADRC），从而形成了新的“自抗扰控制”技术。新型的控制器具有算法简单、参数易于调节的特点。  

大时滞系统的自抗扰控制

一个高阶被控对象含有几个小时常数惯性环节时，可简化成低阶时滞系统，依据这种认识，要用高阶自抗扰控制器来控制低阶大时滞对象。数值仿真结果显示了自抗扰控制器控制大时滞系统的有效性。  

自抗扰控制技术滤波特性的研究

给出了自抗扰控制技术用于滤波的研究结果，提供了一些仿真实例，结果表明，这种新型的控制技术对高频噪声具有较好的滤波特性，通过应用实例并与卡尔曼滤波相比，显示了其优越性和实用性。  

大纯滞后纯积分对象的二阶自抗扰控制

具有纯滞后的一阶惯性关节是研究滞后问题的典型对象，采用修改后的二阶抗扰控制器ADRC（Auto-Disturbance-Rejection Controller)，研究了大纯滞后纯积分对象的控制，仿真表明，二阶ADRC能有效控制该类对象，并表现出较强的鲁棒性和抗扰性，而且在一定程度上不存在所谓的模糊型失配问题，此外，给出了滞后时间从0开始不断增加的控制器参数调整表和基于时间尺度的控制器参数调整依据，具有一定的工程实用价值。  

一般工业对象的二阶自抗扰控制

自抗扰控制器（Auto-Disturbance-Rejecion Controller,ADRC)在较广泛的一大类不确定系统和系统中存在强干扰的情况下表现出很强的适应性和鲁棒性。基于ADRC的控制能力，研究了用二阶ADRC来控制一般工业对象（一至三阶）的问题，理论分析和数值仿真结果表明，二阶ADR 不但能够控制存在扰动的一阶和三阶线性，非线性对象，而且控制效果也很理想，充分体现出非线性控制器的优点。另外，二阶ADRC的参数也容易调整。  

直线型倒立摆的自抗扰控制设计方案

对直线型倒立摆系统,采用自抗扰控制技术来设计控制方案.对于这样的单输入双输出、强非线性、强耦合的不稳定系统,在原自抗扰控制算法的基础上,通过增加一个跟踪微分器和控制律由两个被控量的误差组合构成的方法,突破了原有的自抗扰控制算法只适用于单输入单输出系统的限制,实现了摆的偏角和小台车位移的良好控制效果,数字仿真结果证实了这种方法的有效性.  

基于扩张状态观测的机器人分散鲁棒跟踪控制

针对模型不确定性多关节机器人的轨迹跟踪控制问题, 提出一种基于扩张状态观测补偿的关节独立分散鲁棒控制方法. 设计多个并联的扩张状态观测器, 分别对每个独立关节的未知模型动态与外部扰动进行动态估计和补偿, 采取非线性状态反馈控制以提高系统的控制性能. 各个关节的控制完全独立, 因而控制器结构简单、可靠、易于实现. 对所设计的关节分散鲁棒控制器的 Lyapunov 稳定性进行了分析, 证明系统是指数收敛全局一致最终有界稳定的. 对 PUMA560 机械手的大量控制仿真验证了本文方法的有效性.  

火电单元机组机炉协调自抗扰控制

设计有效的火电单元机组机炉协调控制系统是提高热工自动化水数学模型及其简化的前提,利用相对增益法进行系统分析和变量配对,然后基于自抗扰控制原理设计了协调控制系统,最后进行了仿真实验.仿真结果显示了机炉协调自抗扰控制系统的有效性.  

不稳定对象及非最小相位对象的自抗扰控制仿真研究

针对倒立摆、水轮机调速器、鱼雷定深、飞机高度及直升机俯仰角的控制 ,分别设计了自抗扰控制器 ( ADRC) ,给出其数值仿真结果 ,并与其它控制方案的仿真结果进行比较。仿真研究发现 ,只要对控制器的设计略加改造 ,ADRC对上述对象都具有满意的控制性能 ,从而显示出 ADRC在不稳定对象和非最小相位对象控制中的应用前景。  

线性自抗扰控制器的稳定性研究

研究了线性扩张状态观测器(Extended state observer,ESO)的估计能力,并且分析了在线性自抗扰控制(Linearactive disturbance rejection control,LADRC)下闭环系统的稳定性.对于系统模型未知的情形,给出了线性扩张观测器估计误差有界的证明,并通过分析得出了如下结论:在扩张状态观测器跟踪误差趋于零的前提下,在线性自抗扰控制下的闭环系统可以实现对设定信号的精确跟踪以及输入-输出有界(Bounded input and bounded output,BIBO)稳定.