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自抗扰控制技术(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)是由韩京清研究员结合经典PID控制和现代控制理论的精髓,研究出的一种新型控制方法。该控制器有结构简单,待调参数少,能有效实时估计系统扰动等优点,是一种面向工程实际的控制算法。线性版本的自抗扰控制(Linear ADRC,LADRC)结构更简单,待调参数进一步减少,是一种更适合向控制工程中普遍存在的低阶对象推广的控制算法。本文主要研究二阶稳定对象的调参方法以及PID与LADRC之间的关系。具体内容如下:首先,基于LADRC标准传递函数框图,提出用根轨迹法这种仅在古典控制论中的分析方法,来研究二阶线性自抗扰控制的稳定性。针对含零点的二阶系统,用根轨迹法分析出用一阶或二阶LADRC都能稳定该系统。另外,通过用根轨迹分析LADRC,发现b的标称值可以作为待调参数,来调整根轨迹增益从而改善系统性能。其次,提出LADRC分离框图,将系统完全解耦为反馈子系统和误差子系统。基于此,提出一系列调参方法。一是针对双积分器系统,若令控制器带宽等于观测器带宽,则该双积分器系统有一个恒定的31.89°的相角裕度,且此时系统的幅频穿越频率可以任意设计。进一步,针对更为普遍的二阶对象,将系统稳态裕度与参数调节相关联。通过严格的证明,该方法可保证闭环系统在给定的穿越频率条件下,达到相应的相角裕度。最后,通过分析二阶LADRC结构,提出PID可以改进为二阶LADRC,仅需将PID加一个二阶低通滤波器和前置滤波器。同时,当LADRC的观测器带宽调为正无穷大时,LADRC可以被视为一个特殊的PID。并通过对比PID与不同参数下的LADRC伯德曲线图。进一步验证,LADRC的低频段与PID几乎重合,中、高频段比PID的表现更好,且若将观测器带宽调至无穷大,则伯德曲线图能无限趋于重合。