如何評價韓京清研究員提出的ADRC控制演算法?是否可完全替代現有的PID應用場合？

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韓老確實為控制問題，在當時提供了一個新思路，在有些場合以及適當的參數下效果可以很好。韓老唯一的一篇tie的論文，相信很多人都看過。篇後有tie當時的主編 bogdan wiliamoski寫的悼文，我想可以比較好的代表業界的看法，其大意是韓先生是一位優秀的控制科學教育家和實踐者，用辯證的態度反思了控制系統過分依賴模型的潮流，在多年的探索之後給出了他自己的行之有效的答案：adrc。

但我不認為adrc可以全面取代pid。它的實現複雜度和調參都更加複雜，pid甚至pi就可以達到要求的，沒有必要非得用adrc。

因為一味排斥其穩定性證明而不屑一顧，以及過分神話，都是對韓老的不尊重。

先說結論，adrc和pid是一回事，沒有本質上甚至結構上的區別。
adrc是特殊年代誕生的特殊產物，對於二階系統，它本身就是pd+狀態觀測器前饋補償的形式，和pid完全是一回事（pid中的i就是個最原始的觀測器），不能pid畫個妝出來就不叫pid了吧。它的核心是那個觀測器，設計時不依賴被控對象模型（其實也是有個線性模型的，最起碼是知道被控對象是幾階的），但在控制精度要求高的時候，就要付出高增益的代價，這時候模型高頻不確定性和測量雜訊的問題不好解決了，其中一個直接表現就是對某些系統一調參數就飛，和神經網路那個overfitting是一個道理。如果取的增益太低，那觀測精度就沒譜了。adrc浪費了幾乎所有的模型信息，在很多高精度控制方面不可能達到pd+kalman濾波，lqg等方法的水平。
adrc最大的意義是它給出了提高控制器性能的一個基本思路，即觀測慢變的未知項並前饋補償，帶積分項的pid，h無窮等控制器，基本結構都是這個樣子。不過這個思路早就誕生幾十年了，所以國外學者對它不感冒，因為在控制領域這就是個1+1=2水平的大眾知識。
最後，韓老師在信息比較閉塞的年代能自己悟到這一點，還是很厲害的。

adrc實際就是用一個帶寬更高的動態過程抵消系統中的不確定性，以實現系統的線性化。
實際上adrc這種擾動觀測+補償的思想已經很成熟了。Adrc的核心就是擾動觀測器，對擾動觀測的準確性直接影響最終的控制性能，對於擾動的觀測方法現在非常多例如傳統adrc中的eso,其他的如gpi,eio,tdc,ude,dob,smo等等，這些方法的優劣主要可以從參數整定是否方便，是否具有較強的抗雜訊能力，是否便於實施等方面去衡量。另外，對於擾動不複雜的場合，設計的擾動觀測器往往可以看見pi的影子。

Pid 也是一種adrc 。只不過pid 的擾動觀測是一個簡單的積分器。非線性控制里例如反饋線性化加極點配置，這就是一種adrc。工業界用的最多的伺服控制方案就是pid 加前饋，pid的i本身是有消除穩態誤差的功能的，但還是嫌慢，於是用了常量前饋。加了前饋，甚至只需要用pd，就可以保證較高的精度和速度。擾動觀測器目前來說，是很不靠譜的，你能保證它在幾個採樣時間內收斂？收斂的準不準以及會不會有雜訊是直接會決定機器是否塴掉。不確定因素太大，收益卻很小，這也是控制理論想走出象牙塔要面對的困境。

有幸跟與韓老師合作的高志強老師系統的學習過ADRC。

個人覺得完全取代PID不切實際。PID作為一個工程應用廣泛，久經實踐檢驗的經典控制演算法有其強大的生命力。任何控制演算法想要完全取代PID都好比現在想要全面取代windows桌面系統一樣，目前看來可能性不大。

但是ADRC作為國內科研原創性成果，在國際控制屆享有越來越好的聲譽，首先非常值得我們尊敬。其次它在解決很多控制問題時相比PID的優越性也值得學習借鑒。

ADRC如今能發展起來離不開高志強老師的辛苦奉獻，離不開各位控制屆同行的工作。

最後，韓老先生千古。默哀……

讀過那篇文章，但並沒有在實驗中用過這個演算法，所以對於這個演算法算不上了解。

不過根據這幾年在美國控制圈的所見所聞，包括ACC會議和其他各種control workshop，以及跟各種大牛們聊天經歷，美國主流控制領域幾乎沒有任何有關這個方法的消息或者相關研究。

如果用Google scholar搜下關於這個方法的文章，絕大多數還是中國科研人員寫的或者引用的。

我想這個方法目前在美國並沒有獲得多少關注吧。當然這絕不意味著這個方法不行。

個人感覺各種控制成熟的方法或者理論都是由很多人幾十年不斷的補充和發展起來的。可能這個方法還需要很多人不停的補充和發展才能被更多人所了解和接受吧。

個人理解的傳統ADRC的主要優勢有兩個方面：

跟蹤微分器TD的過渡作用
擴張狀態觀測器ESO的擾動補償作用

對於PID來說，如果給定量與反饋量之間誤差太大，對這個誤差進行PID作用，那麼在開始階段很容易出現一個很大的控制作用，所以一般來說，對於PID控制的給定量要進行考慮。即使給控制作用增加限幅，一個瞬間增大的控制量也不太容易實現。而通過TD，相當於對給定量增加了一個平滑過程，減小了控制量的負擔。同時，在使用中發現TD可用於濾波，且效果良好。

ADRC所強調的最大優勢在於抗擾，抗擾是通過ESO估計出擾動然後進行補償。通過實驗發現，估計出來的擾動很精確，在飛控模擬中，能估計外部的擾動和通道間的耦合作用。

個人認為傳統ADRC在工程上實現有困難，並不是因為參數調整上的問題，而是效率問題。

傳統ADRC有一個優勢是其參數適用範圍很廣，所以參數調整不是難題。難點在於其中的非線性函數，ADRC三個部分都包含fal函數或者fhan函數，而它們相比與PID控制來說運算量非常巨大，所以實時性上會是一個問題。所以有很多改進的ADRC，用線性函數或者其它方式來代替。但是改進的ADRC又是犧牲其某些方面的優勢，還不如直接採用PID。

PID短時間內不可能被替代。