5.2 自抗扰控制 (ADRC)

5.2 自抗扰控制 (ADRC)

自抗扰控制（Active Disturbance Rejection Control， ADRC）是由韩京清研究员于1998年提出的一种不依赖被控对象精确数学模型的新型控制技术[reference:0]。其核心思想是将系统的模型不确定性、内部参数摄动以及外部负载变化等所有影响统一定义为“总扰动”，通过一个名为扩张状态观测器（ESO）的环节对其进行实时估计并主动补偿，从而实现动态解耦和强鲁棒性[reference:1]。在永磁同步电机（PMSM）这类多变量、强耦合、非线性系统中，ADRC展现出超越传统PI控制的优势，特别是在应对负载突变、参数漂移等复杂工况时，能显著提升系统的动态响应速度和抗干扰能力[reference:2]。

5.2.1 ADRC的核心思想与结构

经典的ADRC控制器主要由三个核心组件构成：安排过渡过程的跟踪微分器（TD）、负责扰动估计的扩张状态观测器（ESO）以及进行误差反馈控制的非线性状态误差反馈律（NLSEF）。其基本结构如图1所示。

图1：自抗扰控制（ADRC）基本结构框图

5.2.1.1 跟踪微分器 (TD)

跟踪微分器的主要作用是为给定的参考信号r(t)r(t)r(t)安排一条光滑、快速的过渡过程v1(t)v_1(t)v1​(t)，并同时给出其微分信号v2(t)v_2(t)v2​(t)。这有助于避免因参考信号阶跃变化导致的控制量急剧变化，从而抑制超调。一个典型的离散非线性TD设计如下：

{ v1(k+1)=v1(k)+h⋅v2(k)v2(k+1)=v2(k)+h⋅fhan(v1(k)−r(k),v2(k),r0,h0) \begin{cases} v_1(k+1) = v_1(k) + h \cdot v_2(k) \\ v_2(k+1) = v_2(k) + h \cdot \text{fhan}(v_1(k)-r(k), v_2(k), r_0, h_0) \end{cases}{v1​(k+