自抗扰控制（ADRC）理论与工程实践：1.1 控制理论的发展脉络与瓶颈

1.1 控制理论的发展脉络与瓶颈

控制工程的终极目标，是驱使一个动态系统（被控对象）的输出，能够精准、快速、平稳地跟随我们的期望指令（设定值），同时抵御来自内部和外部各种未知扰动的影响。围绕这一目标，控制理论的发展形成了一条清晰的主线：从基于经验与频域分析的经典控制，到基于精确数学模型与现代数学工具的现代控制，再面向工程复杂性与不确定性挑战的后现代或智能控制思潮。在本小节，我们将聚焦于其中两个基石性的范式——经典PID控制与现代状态空间控制，深入剖析其核心思想、辉煌成就与无法回避的固有瓶颈，为理解自抗扰控制（ADRC）的诞生动机奠定坚实基础。

1.1.1 经典PID控制：工业支柱与其设计哲学的局限

比例-积分-微分（PID）控制器自上世纪四十年代定型以来，以其结构简单、物理意义清晰、鲁棒性较好等特点，占据了工业控制领域超过90%的份额[1]。其控制律表达为：
u(t)=Kpe(t)+Ki∫0te(τ)dτ+Kdde(t)dtu(t) = K_p e(t) + K_i \int_0^t e(\tau) d\tau + K_d \frac{de(t)}{dt}