MATLAB Simulink自抗扰控制器非线性反馈优化模型

资 源 简 介

本项目基于MATLAB/Simulink构建改进型自抗扰控制器（ADRC），引入非线性状态误差反馈（NLSEF）结构，显著增强系统对抗内外扰动的鲁棒性。适用于非线性系统仿真与控制分析，优化传统ADRC动态性能，简化复杂控制场景的实现流程。

详 情 说 明

基于Simulink的自抗扰控制器非线性反馈优化模型

项目介绍

本项目通过Simulink构建了一种改进型自抗扰控制器（ADRC）模型，核心在于采用非线性状态误差反馈（NLSEF）结构来替代传统的线性组合。该设计旨在更高效地估计并补偿系统中的内部未建模动态和外部扰动，从而显著提升控制系统的动态响应速度、鲁棒性及抗干扰能力。本项目为非线性系统的控制策略仿真与分析提供了一个强大的平台。

功能特性

• 非线性反馈优化：采用NLSEF结构，利用非线性函数处理状态误差，增强了系统在瞬态和稳态时的控制性能。
• 扰动实时估计与补偿：内置扩张状态观测器（ESO），能够实时估计并抵消系统的总扰动（包括内扰和外扰）。
• 模块化建模：基于Simulink的模块化设计，结构清晰，便于用户理解、修改和扩展控制器各部分。
• 全面的仿真分析：可输出系统响应、控制信号、扰动估计值等多种结果，并计算关键性能指标，便于进行深度性能分析。
• 灵活的测试环境：支持用户自定义参考信号（如阶跃、正弦信号）和施加不同类型的系统扰动，验证控制器在不同场景下的有效性。

使用方法

1. 打开项目：在MATLAB中打开项目主文件夹。
2. 配置参数：运行主程序文件以初始化或调整控制器参数，包括ESO增益、非线性函数参数以及控制带宽等。
3. 运行仿真：打开对应的Simulink模型文件，点击运行按钮开始仿真。
4. 分析结果：仿真结束后，查看自动绘制的系统响应曲线、误差曲线、控制输出及扰动估计曲线，并评估超调量、调节时间等性能指标。

系统要求

• 操作系统：Windows、macOS 或 Linux。
• 软件环境：需要安装 MATLAB 和 Simulink。建议使用较新版本（如 R2018b 或更高版本）以获得最佳兼容性。

文件说明

主程序文件承担了项目的核心配置与后处理任务。其主要功能包括：设置自抗扰控制器的关键参数（如观测器带宽、控制器带宽以及非线性函数的关键系数），启动并运行Simulink仿真模型，以及在仿真完成后自动进行数据提取与分析，例如绘制系统动态响应图、误差曲线图、扰动估计图，并计算包括上升时间、超调量和稳态误差在内的多项系统性能指标。