感想

做过一些嵌入式工程的项目，不知道怎么建立数学模型，或者状态空间方程，只知道怎么用PID，但始终无法实现高速、高精度的控制。尝试做过一些改进，但完全是凭借自己“想当然”的经验，不知道怎么分析，也不清楚什么理论。
了解到韩京清教授的自抗扰控制技术（ADRC）不需要数学模型、抗干扰能力强、适用范围广，立马买了一本纸质书拜读起来。果然，作为非控制专业的学生，学起来非常吃力…但读起来很亲切，不像“正统”教科书里冷冰冰的文字，这本书的文字更偏口语化…硬着头皮把整本书过了一遍，只能看懂个大概，先记录一下！

PS：在实际应用中感受过知识匮乏引发的无力感，再看书本上的知识，感觉做这些研究的学者都是“亲人”！
再顺便吐槽一下自己接受的教育模式，没有应用场景，被动学习一些专业知识，最后就只会因为考试而去恨这些写教科书的人，“为什么把书写那么厚，还都是些没用的东西…”在没有兴趣或无目的的情况下去学习，结果到头来就只记住了教材的名字。

摘抄自认为有用的结论

第一章：剖析经典PID调节器

\P8：整个自抗扰技术的核心就在于“总和扰动”的实时作用量的估计和补偿。
\P14：稳定性条件：xxxxx，这正是为什么经典PID控制器在工业上有如此广泛应用的根本原因。当然，这只针对静态指标而言。
\P17：这就是为什么当实际工况发生变化时需要经常调整PID参数的根本原因。
\P18：“基于误差反馈来消除误差”是PID的精髓，但直接取目标值与实际值之间的误差并不完全合理。
\P22：实现定义一个合适的过渡过程

\P25：事先安排过渡过程是解决超调与快速性矛盾的一种很有效的办法。不仅要考虑系统的歌中约束条件，还要适应对象的系统阶。
\P30：安排无超调过渡过程的基本原则
\P35：参数r确实起着决定响应快慢的“时间尺度”作用

第二章：跟踪微分器

\P51：经典微分环节的噪声放大效应
\P56：用惯性环节来尽可能快地跟踪输入信号的动态特性，通过求解微分方程（即通过积分）来获取近似微分信号。因此可以把这个动态结构称为跟踪微分器（TD）
\P59：非线性跟踪微分器
\P71：最速离散跟踪微分器，没有出现高频振荡
\P75：带通滤波器，一定频率范围的信号是能通过的，这个范围之外的高频和低频信号都不能通过
\P107：这就是我们常用到的快速最优控制综合函数的离散形式
\PS：通过最快地跟踪给定信号的办法来提取微分信号，同时避免数字计算中高频振荡的出现

第三章：非光滑反馈的功能和效率

\P112：先用非线性状态反馈把非线性控制系统变成纯积分器型串联线性控制系统，然后再实施状态反馈。是“直接反馈线性化”的基本思想
\P121-123：非线性反馈

\P126：非光滑的误差反馈率，具有小误差大增益，大误差小增益的特点，是控制工程界追求多年的误差反馈率。
\P136：二阶纯积分器串联型系统的最优控制（最速控制）是Bang-Bang控制（开关控制）
\P140：最速反馈控制率对系统模型和扰动的不变性原理
\P174：几个有用的非线性函数

第四章：扩张状态观测器

\P183：借用状态观测器的思想，把能够影响被控输出的扰动作用扩张成新的状态变量，用特殊的反馈机制来建立能够观测被扩张的状态——扰动作用的扩张状态观测是，是通用而实用的扰动观测器。
\P184：根据这种外部变量的观测来确定系统内部状态变量的装置叫做状态观测器。

P188 ：只要适当选取参数 β 0 1, β 0 2 和非线性函数 g 1 (e), g 2 (e) ，状态观测器（ 1.6 ）对很大范围的系统（ 1.5 ）都能很好地估计其状态变量。
P197 ：把作用与开环系统的加速度 f(x 1 (t), x 2 (t)) 的实时作用量扩充成新的状态变量 x 3，记作 x 3 (t) = f(x 1 (t), x 2 (t)) , 建立扩张状态观测器

P201 ：无论对象怎样，均可以把系统化成（ 1.9 ）或（ 4.3.14 ）形式的
积分器串联型控制系统

\P239：估计补偿对象总和扰动来使对象变成纯积分器串联型对象的过程叫做动态补偿线性化过程，是ADRC中最关键，最核心的技术。剩下的问题就是如何对纯积分串联型对象设计好误差反馈的问题了。

第五章：自抗扰控制器

\P243：（1）保留经典PID的基本框架而改进其局部功能

（2）具有扰动估计、补偿能力的ADRC

\P258：由于从被控输出能观，在被控输出信号中必定包含关于扰动的信息，因此必能从被控输出提炼出系统的扰动作用，这是“扩张状态观测器”的根本原理。
\P268：只要调好了控制器参数，控制品质对控制器参数的摄动很不敏感，因此比较容易整定出自抗扰控制参数。
\P280：分离性原理：自抗扰控制器的设计可以分成三个独立的组成部分进行设计。
\二阶自抗扰控制算法：

第六章：自抗扰控制器的应用

\P347：技术要点
\（1）搞清控输出y和控制输入u
\（2）分析u的作用至少经过几个“积分器”的作用才能影响被控输出y？即所谓系统的“相对阶数”
\（3）如何把作用于被控对象的各种不确定因素和扰动作用归结于为能够被估计补偿的总和扰动作用中
\（4）灵活运用虚拟控制量

小结

在学习这本书之前，在网上看过对ADRC的评价，有人说“这还是PID”，韩京清教授作了这么多的改进，怎么还这么说呢？
粗略的学习了一遍以后，感觉应该说“这是P、I、D”：与经典PID相比，去掉了积分项；重新定义了误差和微分；增加了对扰动的估计和补偿（变成积分器型串联型对象）。
对PID的评价一般为“博而不精”，而韩教授的工作，是继承PID思想的精髓（“基于误差来消除误差”——“博”），开发了更“精”的新型实用技术ADRC。

参考文献

韩京清 . 自抗扰控制技术 : 估计补偿不确定因素的控制技术 [M]. 国防工业出版社 , 2008.

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