某位置伺服系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)控制方法技術(shù)

本論文結(jié)合上述情況，在某項(xiàng)目中總結(jié)出了一套對(duì)PID算法的參數(shù)進(jìn)行整定的方法。PID調(diào)節(jié)方法是三階系統(tǒng)中一種常用的有效控制方法。PID在許多系統(tǒng)中能夠得到廣泛的運(yùn)用是由于這些系統(tǒng)都存在非線(xiàn)性和未知的干擾，尤其是在模擬和數(shù)字的混合系統(tǒng)中，由于模擬信號(hào)很容易受到影響，導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。在一些相互合作的項(xiàng)目中，由于存在單位之間需要保密的原因，對(duì)系統(tǒng)的理論分析通常不能夠做到具有精確的數(shù)學(xué)模型，因此，PID算法是解決這類(lèi)情況的一種有效控制方法。

1 傳統(tǒng)數(shù)字PID算法

1.1 位置式控制算法

位置式PID控制算法描述為：

令則離散化的PID位置式控制算法的編程表達(dá)式為：

式中：k――采樣序號(hào)；
u(k)――第k次采樣時(shí)刻的計(jì)算結(jié)果；
e(k)――第是次采樣相對(duì)目標(biāo)位置的偏差值；
Kl――積分系數(shù)；
KD――微分系數(shù)；
KP―― 比例系數(shù)；
TI――積分時(shí)間常數(shù)；
TD――微分時(shí)間常數(shù)；
T――采樣周期。

由式(2)可以看出，每次輸出與過(guò)去的狀態(tài)有關(guān)，要想計(jì)算u(k)，不僅涉及到e(k－1)，且須將歷次相加。故用式(2)計(jì)算復(fù)雜，浪費(fèi)內(nèi)存。控制從手動(dòng)切換到自動(dòng)時(shí)，必須先將計(jì)算機(jī)的輸出值設(shè)置為原始閥門(mén)開(kāi)度uD，才能保證無(wú)沖擊切換。

1.2 增量式控制算法

增量式PID控制算法描述為：

增量式只需計(jì)算增量，當(dāng)存在計(jì)算誤差或精度不足時(shí)，對(duì)控制量計(jì)算的影響較小。由于算式中不出現(xiàn)uO，易于實(shí)現(xiàn)手動(dòng)到自動(dòng)的無(wú)沖擊切換。此外，在計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，由于執(zhí)行裝置本身有寄存作用，故可仍然保持在原位。

基于以上兩種常規(guī)的算法，我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中又提出了多種改良的算法。在本項(xiàng)目中采用了積分分離PID控制算法。

2 積分分離PID算法

積分分離控制算法的數(shù)學(xué)模型如下：

其中，e1、e2分別表示左、右的區(qū)間，即離目標(biāo)位置的距離，這是常規(guī)積分分離PID控制算法。在實(shí)際的應(yīng)用中可以根據(jù)不同的系統(tǒng)和實(shí)際情況再度進(jìn)行分段。3 位置伺服系統(tǒng)中的算法