自抗扰控制器（Active Disturbance Rejection Controller）是我国控制理论和应用的早期开拓者之一—韩京清教授用最优控制理论提出控制概念和方法基础上发展的一种新的控制思想。黄一等（2002）的一篇讨论如何统一处理线性系统的结构和反馈系统计算问题的论文中的一个重要结论：一个系统的积分器串联型结构不仅是线性系统在线性反馈变换下的标准结构，也是一类非线性系统在非线性反馈变换下的标准结构。清华大学几位学者经过更深入地研究，给出了一类新的反馈律设计方法——直接反馈线性化（DFL）方法，它证明了通过设计恰当的反馈律就可以使非线性对象变成积分串联型线性系统。此后，学者们积极发现运用非线性环节会使系统获得更好的品质，通过将非线性环节视作反馈作用，从而再套用常用的线性设计手段来配置极点或观测器。至此，控制系统的非线性结构设计方法的思想已基本形成。

后来，韩京清教授进一步萌发设计一种新型观测器来配置非线性结构代替零极点配置的思想，并于20世纪90年代中期，通过对非线性PID中观测器形式的跟踪微分器进行改造，获得了一类不确定对象的扩张状态观测器（Extended State Observer，ESO）。ESO不仅能得到不确定对象的状态，而且能估计出被控对象的“内扰”和外扰的实时作用量，通过将这个实时作用量补偿到控制器中，就可以将被控对象反馈线性化成积分器串联型结构系统。因为有了这个实施补偿量，所以取消了非线性PID的积分环节，同时设计出一种新的反馈控制律——非线性状态误差反馈律（Nonlinear State Error Feedback，NLSEF）。至此，就形成了自抗扰控制的理论基础。

自抗扰控制技术是适应数字控制的时代潮流、吸收现代控制理论成果、发扬并丰富PID思想精髓、开发运用特殊非线性效应来发展的新型实用技术。因此，凡是能用常规PID的场合，只要能够数字化，就可以采用自抗扰控制器来提高控制品质和控制精度。自抗扰控制器有如下诸多优点：

1）利用安排过渡过程解决了控制系统快速性和超调之间存在的矛盾。

2）结构简单：该方法具有与传统PID非常接近的简单结构，易于为工程人员掌握。

3）不依赖于对象模型，具有很强的适应性。

4）很强的抗干扰能力，可将系统的非线性、模型不确定性和外部扰动等都视为系统的扩张状态加以观测，然后利用控制率进行补偿。(www.daowen.com)

5）解耦特性：对于MIMO系统，自抗扰控制方法由于将系统变量间的各种耦合作用统一看成系统的扩张状态加以考虑，从而避免了需要单独设计静态或动态解耦模块后才能设计控制器窘境，同时又不降低控制系统的性能。

6）自抗扰控制系统容易控制时滞系统等。

自抗扰控制技术，目前已在电机控制、过热气温控制、动力调谐陀螺仪、单级旋转倒立摆、机器人控制、飞行器姿态控制等领域得到推广应用，并取得了显著的社会经济效益。在导弹控制预研项目中的应用显示出传统控制方法无法比拟的效果。2002年8月在广东茂名聚丙烯厂，用新开发的自抗扰控制器来进行现场自控实验，取得了令人满意的控制效果。2004年9月在日本成功地实现了微型机械Micro-Slide的精度为纳米级的位移控制。2002年在美国给NASA解决了航天太阳发电装置中的稳压控制问题^[56]取得很好效果、2004年在NASA开发的喷气发动机仿真系统中运用自抗扰控制技术进行的喷气发动机控制实验，取得了令人振奋的效果。

“自抗扰控制器”在控制工程不同领域中的实物实验和现场应用效果表明，它将以数字控制器的形式，必定能够取代延续了半个多世纪的经典PID调节器，而进入更高层次的“自抗扰控制器时代”。

自抗扰控制器由跟踪微分器（TD）、扩张状态观测器（ESO）、非线性反馈控制律（NLSEF）三部分组成。它主要通过非线性变换，将非线性系统转化为线性系统的积分串联结构，从而实现动态系统的反馈线性化。其中跟踪微分器（TD）的作用是安排过渡过程并提取给定信号的微分信号；扩张状态观测器（ESO）用来估计对象状态和不确定扰动作用，对估计值的补偿可以使被控对象化为“积分器串联型”系统；非线性状态误差反馈（NLSEF）对积分器串联型系统提供控制量。大量仿真研究和实验表明，对于时变、强非线性、强耦合、大时滞等广泛的被控对象，自抗扰控制器都能给出很好的控制效果。