1引言

隨著高新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，對(duì)控制系統(tǒng)性能的要求越來(lái)越高。在伺服系統(tǒng)控制器[1]的設(shè)計(jì)中，在系統(tǒng)參數(shù)變化以及外界擾動(dòng)的干擾下的伺服控制系統(tǒng)的干擾抑制性能和魯棒性能是非常重要的[2]。采用常規(guī)PID控制難以達(dá)到令人滿意的控制效果。為了提高伺服控制系統(tǒng)的控制精度和魯棒性，本文提出了基于干擾觀測(cè)器的改進(jìn)PID控制方法[3]。該方法能夠很好地提高系統(tǒng)的跟蹤精度，同時(shí)引入干擾觀測(cè)器，可對(duì)系統(tǒng)的摩擦干擾進(jìn)行很好地抑制，提高系統(tǒng)的魯棒性。

2干擾觀測(cè)器的設(shè)計(jì)原理

干擾觀測(cè)器[4]的基本思想是，將外部力矩干擾及模型參數(shù)變化造成的實(shí)際對(duì)象與名義模型輸出的差異等效到控制輸入端，即觀測(cè)出等效干擾。在控制中引入等效的補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾完全控制。基本結(jié)構(gòu)如圖1所示：



3干擾觀測(cè)器的設(shè)計(jì)原理



4仿真研究







圖5 無(wú)干擾觀測(cè)器時(shí)的正弦跟蹤



圖6 有干擾觀測(cè)器時(shí)的正弦跟蹤

5結(jié)論

從仿真曲線中可以發(fā)現(xiàn)，采用常規(guī)PID控制時(shí)，在跟蹤期望信號(hào)過(guò)程中，有強(qiáng)烈的極限環(huán)振蕩且不能很好地跟蹤期望信號(hào)；而采用PID控制器與干擾觀測(cè)器的組合控制在跟蹤期望信號(hào)過(guò)程中，干擾觀測(cè)器對(duì)系統(tǒng)和測(cè)量信號(hào)具有較好的抑制作用，系統(tǒng)的極限環(huán)振蕩現(xiàn)象消失、其能較好地跟蹤期望信號(hào)。因此，該控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和魯棒性。