2025年第17届自抗扰控制研讨会

为推动自抗扰控制领域的学术研究与技术应用，搭建基础理论、前沿技术及业界应用的专业交流平台，促进相关领域新思想与技术的碰撞融合，助力控制理论与实践的深度结合，由中国指挥与控制学会（简称CICC）、北方工业大学联合主办，CICC自抗扰控制专委会、北方工业大学电气与控制工程学院承办的“IEEE第17届自抗扰控制研讨会”（The 17th IEEE Workshop on Active Disturbance Rejection Control）定于2025年8月22日至23日在北京召开。

会议旨在为自抗扰控制的基础理论、前沿技术、业界应用等提供专业的交流平台。会议以专题研讨为特色，采用更互动的形式增加嘉宾与参会人员的交流，促进相关领域新思想与技术的碰撞，助推控制理论与实践的结合。

以下内容为GPT视角对自抗扰控制研讨会相关领域的研究解读，仅供参考：

自抗扰控制研究现状

一、理论发展：从经典ADRC到现代改进

经典ADRC框架的完善

韩京清研究员提出的经典ADRC包含三部分：跟踪微分器（TD）、扩张状态观测器（ESO）和非线性状态误差反馈（NLSEF）。其核心思想是通过ESO实时估计并补偿系统内外扰动，将复杂系统简化为“积分串联型”标准形式，再通过反馈控制实现高性能跟踪。

理论证明：学者们逐步完善了ADRC的稳定性分析、收敛性证明及参数整定规则，为其工程应用提供了理论支撑。

线性ADRC（LADRC）的兴起

针对经典ADRC中非线性函数（如fal函数）参数整定复杂的问题，高志强教授提出线性ADRC，将非线性环节替换为线性组合，显著简化了设计流程。

优势：LADRC保留了ESO的扰动补偿能力，同时降低了计算复杂度，更易于工程实现。

离散化与数字化实现

随着数字控制系统的普及，ADRC的离散化方法（如欧拉法、梯形法）成为研究热点，重点解决离散化带来的稳定性损失和精度下降问题。

二、技术改进：增强性能与适应性

观测器优化

高阶ESO：通过增加观测器阶数提高对高频噪声和快速变化扰动的估计精度。

自适应ESO：引入自适应机制动态调整观测器参数，提升对时变扰动的补偿能力。

滑模ESO：结合滑模控制思想，增强观测器对非线性扰动的鲁棒性。

控制律创新

模型辅助ADRC：结合部分模型信息（如系统阶数）设计控制律，平衡模型依赖与抗扰能力。

预测ADRC：引入预测控制思想，优化控制量计算，提升系统动态响应速度。

智能ADRC：融合神经网络、模糊逻辑等智能算法，实现参数自整定和自适应控制。

参数整定方法

传统试凑法逐渐被基于频域分析、极点配置或优化算法（如遗传算法、粒子群优化）的参数整定方法取代，提高了设计效率。

三、应用拓展：从工业控制到新兴领域

传统工业领域

电机控制：ADRC在永磁同步电机（PMSM）、感应电机（IM）中实现高精度速度/位置控制，替代传统PID控制。

电力系统：应用于新能源发电（如风电、光伏）的并网控制，抑制电网波动对系统的影响。

机器人控制：在机械臂、无人机等系统中实现抗扰轨迹跟踪，提升运动稳定性。

新兴技术领域

航空航天：用于飞行器姿态控制、卫星编队飞行，应对复杂空间环境扰动。

生物医学：在人工心脏泵、血糖调节等系统中实现精准控制，提升治疗安全性。

智能交通：应用于自动驾驶车辆的路径跟踪，增强对路面颠簸、侧风等扰动的抗干扰能力。

四、挑战与未来趋势

理论挑战

多变量系统ADRC设计：现有研究多集中于单输入单输出（SISO）系统，多输入多输出（MIMO）系统的ADRC设计仍需突破。

非线性扰动补偿：如何高效估计并补偿高阶非线性扰动（如摩擦、死区）仍是难点。

工程挑战

实时性要求：在高速动态系统中，ADRC的计算延迟可能影响控制性能，需优化算法实现。

参数敏感性：部分ADRC变体对参数变化敏感，需进一步研究鲁棒参数整定方法。

未来趋势

与人工智能融合：结合深度学习、强化学习等技术，实现ADRC的智能自适应与自优化。

跨学科应用：探索ADRC在生物系统、量子控制等前沿领域的潜力。

标准化与工具化：开发通用化ADRC设计软件包，降低工程应用门槛。

自抗扰控制研究可以应用在哪些行业或产业领域

一、传统工业领域

电机与电力电子控制

永磁同步电机（PMSM）：ADRC可替代传统PID控制，实现高精度速度/位置跟踪，抑制负载突变、参数摄动等扰动，应用于数控机床、机器人关节驱动等场景。

感应电机（IM）：在变频调速系统中，ADRC通过实时补偿电机参数变化和电网电压波动，提升系统动态响应和稳定性。

电力电子变换器：用于DC-DC变换器、逆变器等设备的电压/电流控制，抑制开关噪声和负载突变的影响。

电力系统与新能源

风电/光伏并网控制：ADRC可补偿风速突变、光照强度变化等扰动，实现最大功率点跟踪（MPPT）和并网电流质量优化。

微电网控制：在分布式发电系统中，ADRC用于协调控制多台逆变器，抑制功率波动和频率偏差，提升电网稳定性。

柔性交流输电（FACTS）：应用于静止同步补偿器（STATCOM）等设备，增强电网对冲击性负载的适应能力。

过程工业控制

化工过程控制：在反应釜温度、压力控制中，ADRC可抑制原料流量波动、环境温度变化等干扰，提升产品质量一致性。

冶金行业：用于电弧炉电极升降控制，补偿电网电压波动和炉料塌料引起的电流冲击，降低能耗。

造纸/纺织机械：在卷绕张力控制中，ADRC可抑制速度变化和材料弹性模量波动，实现恒张力运行。

二、高端装备与机器人领域

工业机器人

机械臂轨迹跟踪：ADRC可补偿关节摩擦、负载变化等非线性扰动，实现微米级定位精度，应用于半导体制造、精密装配等场景。

协作机器人（Cobot）：通过实时估计人机交互力，ADRC可提升协作安全性与柔顺性。

航空航天

飞行器姿态控制：ADRC可抑制气动扰动、执行机构故障等影响，应用于无人机、卫星编队飞行等场景。

火箭推进系统：在变推力控制中，ADRC可补偿燃料流量波动和燃烧不稳定性，提升推进效率。

轨道交通

列车牵引/制动控制：ADRC可抑制轮轨粘着系数变化、坡道阻力波动等干扰，实现精准速度控制与节能运行。

磁悬浮列车：用于悬浮间隙控制，补偿轨道不平顺和负载变化引起的扰动。

三、新兴技术领域

自动驾驶与智能交通

车辆纵向控制：ADRC可抑制风阻、坡度变化等干扰，实现定速巡航和自适应巡航（ACC）的平稳性。

横向控制：在路径跟踪中，ADRC可补偿侧风、路面颠簸等扰动，提升自动驾驶安全性。

车路协同控制：结合V2X通信，ADRC可优化多车协同编队的抗扰性能。

生物医学工程

人工心脏泵：ADRC可补偿血液粘度变化、泵转速波动等干扰，实现恒流输出，延长患者生存期。

血糖调节系统：用于闭环胰岛素泵控制，ADRC可抑制饮食、运动等引起的血糖波动，提升糖尿病治疗安全性。

医疗机器人：在微创手术机器人中，ADRC可补偿组织变形和器械振动，提升操作精度。

量子控制与精密测量

量子比特操控：ADRC可抑制环境噪声和激光相位波动，提升量子计算门的保真度。

原子钟频率控制：通过补偿温度漂移和振动干扰，ADRC可提升原子钟的长期稳定性。

四、能源与环保领域

氢能产业

电解水制氢：ADRC可抑制电压波动和温度变化对制氢效率的影响，提升氢气纯度。

燃料电池堆控制：在质子交换膜燃料电池（PEMFC）中，ADRC可优化空气流量和氢气供应，延长电池寿命。

碳捕集与封存（CCS）

吸收塔压力控制：ADRC可抑制溶剂流量波动和气体成分变化，提升CO₂捕集效率。

压缩输送系统：用于CO₂管道运输控制，ADRC可补偿压力损失和温度变化，防止管道堵塞。

五、农业与建筑领域

智能农业

温室环境控制：ADRC可补偿光照强度、通风量变化等干扰，实现温湿度精准调控，提升作物产量。

农业机器人：在采摘机器人中，ADRC可补偿果实位置偏差和机械臂振动，提升采摘成功率。

绿色建筑

楼宇能源管理：ADRC可优化空调系统、照明系统的能耗，抑制人员流动和天气变化引起的负荷波动。

结构健康监测：用于高层建筑振动控制，ADRC可补偿风振和地震扰动，提升建筑安全性。

自抗扰控制领域有哪些知名研究机构或企业品牌

一、学术研究机构1. 中国科学院系统

中国科学院数学与系统科学研究院

核心贡献：韩京清研究员（ADRC创始人）及其团队在此提出经典ADRC理论，奠定扩张状态观测器（ESO）和非线性反馈的基础。

研究方向：非线性控制理论、ADRC稳定性分析与参数整定方法。

中国科学院自动化研究所

应用拓展：将ADRC与智能算法（如神经网络、模糊控制）结合，研究复杂系统的自适应抗扰控制。

成果：在机器人、工业过程控制等领域发表多篇高影响力论文。

2. 高校研究团队

清华大学（高志强教授团队）

突破性贡献：提出线性ADRC（LADRC），简化经典ADRC的非线性结构，推动工程化应用。

代表成果：出版《Active Disturbance Rejection Control: Theory and Applications》，成为ADRC领域经典教材。

北京航空航天大学（郭雷院士团队）

研究方向：抗扰控制与滤波理论融合，研究高阶ESO设计及多变量系统ADRC方法。

应用场景：航空航天、机器人等高精度控制领域。

浙江大学（苏宏业教授团队）

工业应用：将ADRC应用于化工过程控制、电力电子等领域，开发实用化控制算法。

合作案例：与中石化、国家电网等企业联合攻关，解决实际工程问题。

哈尔滨工业大学（王庆林教授团队）

特种控制：研究ADRC在极端环境（如超低温、强振动）下的适应性，应用于航天器控制。

3. 国际知名机构

美国俄亥俄州立大学（Steven Y. Liang教授团队）

研究特色：结合机械系统动力学，探索ADRC在精密加工、高速电机控制中的应用。

合作网络：与德国弗劳恩霍夫研究所、日本东京大学等开展联合研究。

德国马普研究所（Max Planck Institute for Dynamics of Complex Technical Systems）

理论深化：聚焦ADRC的鲁棒性分析与频域设计方法，提出基于极点配置的参数整定规则。

二、企业应用品牌1. 工业自动化领域

西门子（Siemens）

应用案例：在SINAMICS变频器中集成ADRC算法，提升电机控制对负载突变的抗扰能力。

技术优势：结合西门子TIA Portal平台，实现ADRC参数的快速调试与优化。

ABB

机器人控制：在IRB系列工业机器人中采用ADRC技术，改善轨迹跟踪精度，减少振动。

行业影响：推动ADRC在汽车焊接、3C电子装配等高精度场景的普及。

汇川技术（Inovance）

国产突破：在伺服驱动器、PLC等产品中嵌入ADRC模块，替代进口PID控制器。

市场反馈：显著提升设备动态响应速度，降低调试难度。

2. 电力与新能源领域

阳光电源（Sungrow）

光伏逆变器：采用ADRC实现最大功率点跟踪（MPPT），抑制光照强度突变引起的功率波动。

技术指标：MPPT效率提升至99.9%，领先行业平均水平。

金风科技（Goldwind）

风电变流器：通过ADRC补偿风速变化对发电机转矩的影响，提升电网适应性。

成果：减少弃风率，提高风电场经济效益。

3. 高端装备领域

大疆创新（DJI）

无人机飞控：在Mavic、Inspire等系列中应用ADRC，增强抗风扰能力，提升飞行稳定性。

技术亮点：结合视觉惯性里程计（VIO），实现复杂环境下的精准悬停。

新松机器人（SIASUN）

协作机器人：采用ADRC抑制人机交互力波动，提升操作柔顺性与安全性。

应用场景：医疗辅助、精密装配等领域。

4. 生物医学领域

美敦力（Medtronic）

人工心脏泵：在HeartMate 3等设备中集成ADRC，实现恒流输出，延长患者生存期。

临床数据：减少中风风险，提升生活质量。

微创医疗（MicroPort）

手术机器人：在图迈腔镜手术机器人中应用ADRC，补偿组织变形和器械振动，提升操作精度。

三、国际合作与标准化平台

IEEE Control Systems Society (CSS)

学术支持：设立ADRC专题研讨会，出版《IEEE Transactions on Control Systems Technology》特刊，推动理论交流。

ISO/TC 184（自动化系统与集成标准化技术委员会）

标准制定：正在起草ADRC算法的工程化应用标准，规范参数整定、性能测试等流程。

中德智能制造科技创新合作联盟

产学研合作：联合清华大学、德国弗劳恩霍夫研究所等机构，开展ADRC在工业4.0中的示范应用。

四、未来趋势与挑战

技术融合：ADRC与人工智能（如深度学习、强化学习）的结合将成为研究热点，实现参数自整定与自适应控制。

标准化推广：需建立统一的ADRC性能测试标准，降低企业应用门槛。

开源生态：推动ADRC算法的开源化（如GitHub平台），加速技术迭代与社区共建。

自抗扰控制领域有哪些招聘岗位或就业机会

一、学术研究类岗位1. 博士后/研究员

机构类型：高校（如清华大学、北京航空航天大学）、科研院所（如中科院自动化所、数学与系统科学研究院）。

岗位职责：

开展ADRC理论创新研究（如高阶ESO设计、多变量系统控制）。

申请国家级科研项目（如国家自然科学基金、重点研发计划）。

发表高水平学术论文（如IEEE Transactions on Automatic Control、Automatica）。

技能要求：

精通非线性控制理论、稳定性分析方法。

具备MATLAB/Simulink、Python等工具的仿真能力。

有国际顶级期刊论文发表经验者优先。

发展前景：可晋升为教授、研究员，或转向企业首席科学家岗位。

2. 科研助理/实验工程师

机构类型：高校实验室、企业研发中心（如西门子中国研究院、ABB中国研发中心）。

岗位职责：

协助搭建ADRC实验平台（如电机控制、机器人系统）。

收集实验数据并分析控制性能。

支持项目申报与专利撰写。

技能要求：

熟悉硬件电路设计（如DSP、FPGA开发）。

掌握C/C++、LabVIEW等编程语言。

有嵌入式系统开发经验者优先。

发展前景：可转型为研发工程师或项目负责人。

二、工业研发类岗位1. 控制算法工程师

行业分布：

工业自动化：汇川技术、台达电子、施耐德电气。

电力电子：阳光电源、华为数字能源、金风科技。

机器人：新松机器人、大疆创新、库卡（KUKA）。

岗位职责：

开发ADRC算法并嵌入产品（如变频器、伺服驱动器）。

优化控制参数以提升系统动态性能（如响应速度、超调量）。

解决实际工程问题（如抗负载扰动、抑制振动）。

技能要求：

精通ADRC理论及经典PID控制。

熟悉TI C2000、STM32等芯片开发。

具备电机控制、电力电子或机器人领域项目经验。

薪资水平：初级工程师15-30万/年，资深工程师30-60万/年。

2. 系统工程师

行业分布：航空航天（如中国商飞、航天科技集团）、轨道交通（如中国中车）。

岗位职责：

设计ADRC在复杂系统中的应用方案（如飞行器姿态控制、列车牵引控制）。

协调硬件、软件团队完成系统集成与测试。

编写技术文档并支持产品认证。

技能要求：

熟悉系统建模与仿真（如Modelica、AMESim）。

掌握实时操作系统（如VxWorks、QNX）。

有DO-178C（航空）、IEC 61508（轨道交通）等安全标准经验者优先。

发展前景：可晋升为系统架构师或项目经理。

三、智能制造与新兴技术岗位1. 智能制造工程师

行业分布：汽车制造（如比亚迪、特斯拉）、3C电子（如富士康、立讯精密）。

岗位职责：

将ADRC应用于生产设备（如数控机床、机械臂）的精度控制。

结合数字孪生技术优化控制参数。

提升生产线柔性化与智能化水平。

技能要求：

熟悉工业互联网协议（如OPC UA、Modbus）。

掌握MES/ERP系统集成方法。

有工业4.0项目实施经验者优先。

薪资水平：20-50万/年，依赖项目经验与行业资源。

2. 自动驾驶控制工程师

行业分布：新能源车企（如蔚来、小鹏）、自动驾驶公司（如百度Apollo、Momenta）。

岗位职责：

开发ADRC在车辆纵向/横向控制中的应用（如ACC、LKA）。

融合传感器数据（如摄像头、雷达）提升抗扰性能。

参与实车测试与算法迭代。

技能要求：

熟悉CarSim、Prescan等仿真工具。

掌握C++/Python编程与ROS框架。

有Apollo、Autoware等开源平台开发经验者优先。

发展前景：自动驾驶行业人才缺口大，晋升空间广阔。

四、新能源与环保领域岗位1. 能源管理工程师

行业分布：光伏/风电企业（如隆基绿能、远景能源）、储能系统集成商（如宁德时代、阳光电源）。

岗位职责：

应用ADRC优化新能源发电系统的并网控制（如MPPT、功率因数校正）。

设计微电网的抗扰协调控制策略。

提升能源转换效率与系统稳定性。

技能要求：

熟悉PSCAD、DIgSILENT等电力仿真软件。

掌握电网调度与能量管理标准（如IEC 61850）。

有新能源场站运维经验者优先。

2. 碳捕集控制工程师

行业分布：化工企业（如中石化、万华化学）、环保科技公司（如龙净环保）。

岗位职责：

开发ADRC在CO₂捕集系统中的应用（如吸收塔压力控制、压缩输送控制）。

优化工艺流程以降低能耗与成本。

符合环保法规与碳排放交易要求。

技能要求：

熟悉Aspen Plus、HYSYS等化工流程模拟软件。

掌握HAZOP、LOPA等安全分析方法。

有碳捕集项目经验者优先。

五、生物医学与农业领域岗位1. 生物控制工程师

行业分布：医疗设备公司（如美敦力、微创医疗）、科研机构（如中科院深圳先进院）。

岗位职责：

将ADRC应用于人工心脏泵、胰岛素泵等设备的精准控制。

结合生物信号处理（如ECG、血糖监测）优化控制策略。

通过临床试验验证控制性能。

技能要求：

熟悉医疗设备法规（如ISO 13485、FDA 21 CFR Part 820）。

掌握生物医学信号处理与嵌入式系统开发。

有医疗器械注册经验者优先。

2. 农业机器人工程师

行业分布：农业科技公司（如极飞科技、大疆农业）、智慧农业解决方案商。

岗位职责：

开发ADRC在采摘机器人、植保无人机中的应用（如抗风扰、路径跟踪）。

结合机器视觉与AI算法提升作业精度。

适应农田复杂环境（如泥泞、坡地）。

技能要求：

熟悉ROS、Gazebo等机器人开发框架。

掌握深度学习框架（如TensorFlow、PyTorch）。

有农业场景项目经验者优先。

六、技能与证书要求

核心技能：

控制理论：ADRC、PID、滑模控制、模型预测控制（MPC）。

编程语言：C/C++、Python、MATLAB/Simulink。

工具链：TI Code Composer Studio、Keil、LabVIEW。

领域知识：电机控制、电力电子、机器人学、自动驾驶。

加分证书：

国际认证：IEEE Control Systems Society会员、ISTQB软件测试认证。

行业认证：西门子自动化工程师认证、ABB机器人操作认证。

语言能力：英语（阅读国际文献）、德语/日语（外企合作）。

七、就业趋势与建议

行业趋势：

智能化：ADRC与AI、数字孪生的融合将催生新岗位（如智能控制算法工程师）。

绿色化：新能源、碳捕集等领域对ADRC人才需求持续增长。

全球化：跨国企业（如西门子、ABB）需具备跨文化协作能力的复合型人才。

求职建议：

学术路径：攻读控制科学与工程博士，聚焦ADRC理论创新。

工业路径：从控制算法工程师切入，积累项目经验后转型系统架构师。

跨界路径：结合机械、电子、计算机等背景，拓展ADRC在机器人、自动驾驶等领域的应用。