【先进PID控制算法(ADRC,TD,ESO)加入永磁同步电机发电控制仿真模型研究（Matlab代码实现）

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本文目录如下：

目录

1 概述

2 运行结果

2.1 非线性自抗扰控制 

2.2 线性自抗扰控制 

2.3 Simulink仿真

2.4 永磁同步电机发电控制仿真模型

3 参考文献

4 Matlab代码、Simulink仿真实现

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1 概述

先进PID控制算法(ADRC, TD, ESO)研究是对传统PID控制算法进行改进和优化的研究工作。这些算法通过引入新的控制策略和技术，提高了PID控制系统的性能和鲁棒性。

ADRC（Active Disturbance Rejection Control）是一种基于主动干扰抑制控制的算法。它通过对系统的干扰进行估计和补偿，实现对干扰的主动抑制，从而提高了系统的鲁棒性和控制精度。

TD（Two-Degree-of-Freedom）是一种基于两个自由度的控制算法。它将PID控制器分为两个部分，一个用于跟踪参考信号，另一个用于抑制干扰。通过独立调节这两个部分的参数，可以实现更好的跟踪性能和干扰抑制能力。

ESO（Extended State Observer）是一种扩展状态观测器算法。它通过估计系统的扩展状态，包括未建模的动态和干扰，从而实现对这些状态的补偿和抑制。ESO算法可以提高系统的鲁棒性和控制精度，特别适用于存在未建模动态和干扰的系统。

这些先进PID控制算法在工业控制系统中得到了广泛的应用和研究。通过引入新的控制策略和技术，它们可以提高系统的控制性能和鲁棒性，适应更加复杂和变化的工业控制需求。研究人员通过理论分析和实验验证，不断改进和优化这些算法，使其更加适用于不同的控制场景和应用领域。

2 运行结果

 

2.1 非线性自抗扰控制 

 

2.2 线性自抗扰控制 

 

  

2.3 Simulink仿真

 

 

2.4 永磁同步电机发电控制仿真模型

 

 

 

 

 

部分代码：

figure(1);
plot(time, v, 'r',time, y, 'k:', 'linewidth', 2);
% plot(time, e1, 'r', 'linewidth', 2);
legend('ideal position signal', 'position tracking signal');

function f = fst(x1,x2,delta,T)
    d = delta * T;
    d0 = T * d;
    y = x1 + T * x2;
    a0 = sqrt(d^2 + 8 * delta * abs(y));
    
    if abs(y) > d0
        a = x2 + (a0 - d) / 2 * sign(y);
    else
        a = x2 + y / T;
    end
    
    if abs(a) > d
        f = -delta * sign(a);
    else
        f = -delta * a/d;
    end
end

function y = fal(epec,alfa,delta)
    if abs(epec) > delta
        y = abs(epec)^alfa * sign(epec);
    else
        y = epec / (delta^(1 - alfa));
    end
end

function v = TD_ADRC(vo, yd, T, delta)
    v = zeros(2, 1);
    x1 = vo(1) - yd;
    x2 = vo(2);
    v(1) = vo(1) + T * vo(2);
    v(2) = vo(2) + T * fst(x1, x2, delta, T);
end

function z = LESO_ADRC(zo, y, uo, T)
    w0 = 7.5;

    z = zeros(3, 1);
    e = zo(1) - y;
    z(1) = zo(1) + T * (z(2) -  3 * w0 * e);
    z(2) = zo(2) + T * (z(3) - 3 * w0 * w0 * e + 133 * uo);
    z(3) = zo(3) - T * w0 * w0 * w0 * e;
end

function dy = PlantModel(yo, ut, clock, T)
    dy = zeros(3, 1);
    f = -25 * yo(2) + 33 * sin(pi * clock);
    %f = -25 * yo(2) + 0.5 * sign(sin(pi * clock));
    dy(1) = yo(1) + yo(2) * T;
    dy(2) = yo(2) + yo(3) * T;
    dy(3) = (f + 133 * ut) ;
end

function v = TD_Levant(zo, y, T)
    v = zeros(2, 1);
    alfa = 2;
    nmna = 6;
    v(1) = zo(1) + T * (zo(2) - nmna * sqrt(abs(zo(1) - y)) * sign(zo(1) - y));
    v(2) = zo(2) - T * alfa * sign(zo(1) - y);
end

3 参考文献

文章中一些内容引自网络，会注明出处或引用为参考文献，难免有未尽之处，如有不妥，请随时联系删除。

[1]吉祥.永磁直线电机ADRC控制研究[D].浙江理工大学[2023-08-12].DOI:CNKI:CDMD:2.1017.043063.

[2]杨宣,张保生.基于先进控制算法的CFBB床温控制系统研究[J].自动化与仪表, 2018, 33(1):5.DOI:CNKI:SUN:ZDHY.0.2018-01-030.

[3]李杰,齐晓慧,韩帅涛.四种先进PID控制方法及性能比较[J].计算技术与自动化, 2012.DOI:CNKI:SUN:JSJH.0.2012-03-005.

4 Matlab代码、Simulink仿真实现