adrc c语言代码案例
时间: 2025-05-09 11:12:08 浏览: 16
### ADRC 的 C 语言实现概述
ADRC(Active Disturbance Rejection Control,主动干扰抑制控制)是一种先进的控制算法,主要用于处理复杂动态系统的控制问题。其核心思想在于通过实时估计并补偿外部扰动来提高系统的鲁棒性和稳定性[^1]。
以下是基于 ADRC 原理的一个简单 C 语言实现案例,该示例展示了如何设计一个基本的线性系统控制器:
#### 示例代码:一阶 ESO 和控制器的设计
```c
#include <stdio.h>
#include <math.h>
// 定义参数
#define T 0.01 // 时间步长 (s)
#define b0 1 // 控制增益
#define h 0.01 // 扰动观测器的时间常数
double esO(double z1, double z2, double u, double y) {
// 扩展状态观测器 (ESO)
double f_z1 = z1 + T * (z2 - z1 / h + b0 * u);
double f_z2 = z2 + T * (-y - z2 / h);
return f_z1;
}
double controller(double r, double z1) {
// 控制律计算
return (r - z1) / b0;
}
int main() {
double z1 = 0; // 初始化观测器状态变量
double z2 = 0;
double u = 0; // 初始输入信号
double r = 1; // 参考值
double y = 0; // 输出初始值
for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
// 更新扩展状态观测器的状态
z1 = esO(z1, z2, u, y);
// 计算新的控制量
u = controller(r, z1);
// 模拟被控对象输出
y = b0 * u;
printf("Time: %.2f s, Output: %.4f\n", i * T, y);
}
return 0;
}
```
上述代码实现了以下功能:
- **扩展状态观测器 (ESO)** 负责估算系统的总扰动。
- **控制器部分** 使用误差反馈调整控制输入 `u` 来跟踪目标参考值 `r`。
此程序模拟了一个简单的单输入单输出 (SISO) 系统,并演示了如何利用 ADRC 技术消除外界干扰的影响。
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### 关键技术点解析
1. **时间离散化**
在实际应用中,由于计算机控制系统通常运行于离散采样周期下,因此需要将连续时间模型转换为离散形式。这一步骤由差分方程完成。
2. **控制增益的选择**
参数 `b0` 是控制增益,它直接影响到闭环系统的响应速度以及稳态精度。合理设置这一数值对于获得良好的性能至关重要。
3. **抗饱和机制**
如果执行机构存在物理极限,则可能引起积分风up现象。此时需引入额外逻辑防止过冲或振荡行为发生。
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