自抗扰控制（Active Disturbance Rejection Control,ADRC）由于不依赖被控对象的精确模型,只需知道系统的相对阶次,便能够通过系统的输入输出信息来对被控系统的内部状态和总扰动进行估计和补偿,所以具有很强的适应性,并在无人机、航天器、电机等诸多领域得到广泛应用。然而ADRC的控制效果与被控系统的初始状态、ADRC参数密切相关。为此,本文在深入分析ADRC结构的基础上,对线性扩张状态观测器（Linear Extended State Observer,LESO）的结构进行优化,给出一种改进型的ADRC（improved ADRC,i ADRC）,并借助与内模控制（Internal Model Control,IMC）在二自由度结构下的等效关系,提出i ADRC的参数整定方法。最后以高阶柔性直线系统为被控对象,对提出的算法进行验证。主要研究工作如下:在深入分析ADRC结构和原理的基础上,分析了ADRC各模块的主要功能以及相关参数对性能的影响。然后对LESO的结构进行剖析,研究发现,在非零初始状态下,系统输出的初始观测值和实际值偏差过大会导致初始峰值现象。为此,将在传统LESO中引入了新的校正变量,以提高观测器的观测精度,同时有效地抑制初始峰值现象的影响。然后,对IMC和i ADRC两种控制器进行结构分析和转化,发现两者在二自由度结构下可以近似等效,通过等效之后可以证明i ADRC的两个带宽值与IMC中的两个时间常数互为倒数。因此可以通过IMC参数来对i ADRC进行参数整定,随后通过仿真验证了其有效性。最后,以高阶柔性直线系统作为实际被控对象,建立了系统的数学模型,并将系统内部建模不确定性、外界未知干扰和其他不确定因素集总起来定义为广义总扰动;通过设计状态观测器和控制器,对被控系统的状态变量和总扰动进行估计和补偿。与PID、传统LADRC相比,改进的自抗扰控制器具有精度高、抗扰性好和抑制初始峰值现象等优点。