基于描述函數(shù)的重置PID控制器設(shè)計(jì).pdf

1、重置控制方法屬于混雜控制范疇。它是用一個(gè)切換面來(lái)觸發(fā)控制信號(hào)的突變，這一點(diǎn)與目前流行的許多混雜控制策略相類似。然而，重置控制方法具有其獨(dú)特之處，即在切換面的兩側(cè)使用了相同的控制規(guī)則，即只要觸發(fā)信號(hào)穿越切換面，重置律立即產(chǎn)生作用，將控制器的狀態(tài)重置。
　　傳統(tǒng)的PID控制設(shè)計(jì)會(huì)受到Bode幅值——相位約束關(guān)系的限制，必須在幅頻特性與相頻特性方面相互矛盾的性能指標(biāo)之間做出權(quán)衡。而重置控制方法可以在一定程度上克服這一約束關(guān)系的限制，能夠

2、使系統(tǒng)獲得更加滿意的相頻特性，而不改變已設(shè)計(jì)好的幅頻特性。因此，二者結(jié)合可以使系統(tǒng)獲得更好的性能。基于這一設(shè)想，本文從以下四個(gè)方面展開(kāi)工作，并取得一定創(chuàng)新性成果:
　?、?gòu)腃legg積分器對(duì)系統(tǒng)相位的提前作用獲得啟發(fā)，提出了一種重置PID控制器的設(shè)計(jì)方法，并推導(dǎo)計(jì)算了它的描述函數(shù)?；诿枋龊瘮?shù)分析法，研究了重置律對(duì)基線控制器頻率特性的影響，并得到了重置控制能夠產(chǎn)生相位提前作用的近似條件。
　　②為了消除重置律對(duì)系統(tǒng)幅頻特性的

3、影響，提出了增益補(bǔ)償方案的應(yīng)用，使系統(tǒng)相位裕度增加的同時(shí)，保持幅頻特性不變，并利用回路成形的方法，通過(guò)實(shí)例對(duì)理論分析結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。
　?、坩槍?duì)延時(shí)環(huán)節(jié)引起系統(tǒng)相位滯后的問(wèn)題，基于描述函數(shù)研究了重置控制方法的改善作用，并揭示了重置控制方法能夠有效補(bǔ)償延時(shí)環(huán)節(jié)的近似條件。
　?、軐⒅刂肞ID控制器應(yīng)用于硬盤驅(qū)動(dòng)器伺服系統(tǒng)的磁道跟蹤，配合窄帶補(bǔ)償器，實(shí)現(xiàn)了提高系統(tǒng)中頻段抗干擾能力的目標(biāo)，同時(shí)保證了系統(tǒng)良好的魯棒穩(wěn)定性。