自抗扰控制技术作为一类适应性强、抗扰能力强的无模型控制方案,通过扩张状态观测器观测(ESO)除串联积分环节以外的总扰动并补偿,无论外部扰动与被控对象模型为何种形式,都将被控对象补偿为串联积分形式。因此扩张状态观测器对总扰动观测的准确程度直接决定自抗扰控制器性能优劣。但是其参数设计方法复杂,且将对象补偿为串联积分形式与对象实际模型相差甚远,实际补偿会引入高频成分,甚至引入噪声。为达到更优的扰动观测补偿效果,从频域角度出发整定更优ESO参数,采用自适应调节方法改进经典ESO结构,本文主要研究内容包括以下几方面。首先,提出了一种兼顾观测带宽和噪声抑制的ESO参数的设计方法。从线性ESO的结构出发,证明了线性ESO与扰动观测器DOB的等价关系定理,将ESO参数设计问题转化为扰动观测器中Q(s)的设计问题,随后引入切比雪夫滤波器来提升观测器性能,并将此参数设计方法推广到非线性ESO中,最后在仿真中验证此方法下的ESO参数相比于其他常用设计参数方法在噪声抑制和扰动估计方面具有的优越性。然后,提出了两种对ESO结构的改进方法。首先设计了引入模型信息ESO的结构与参数设计方法,并在仿真中验证其在降低扰动补偿方面的优势。之后引入改进型递推经验频域最优参数估计方法作为在线辨识算法,实时获取模型信息,自适应的调节引入模型信息ESO的参数,实现模型参数自适应ESO。在仿真中验证了模型参数自适应ESO在降低扰动补偿量和提升控制性能方面的优势。最后,将本文提出的ESO参数设计方法以及结构改进方法与频域法结合,在负载模拟器中进行应用以及实验验证。分析负载模拟器对象特性以及控制中的主要问题,分别将本文ESO参数设计方法以及引入模型信息ESO与频域法结合并应用到负载模拟器中。通过实验验证本文方法的优越性,实现负载模拟器性能的提升。