面向动态特性指标的机电伺服系统PID设计方法

作     者：陈国荣 南宫自军 刘博 CHEN Guo-rong;NANGONG Zi-jun;LIU Bo

作者机构：中国运载火箭技术研究院北京100076 

出 版 物：《振动工程学报》 (Journal of Vibration Engineering)

年 卷 期：2024年第37卷第10期

页      面：1767-1774页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主　　题：PID控制 参数辨识 动态特性指标 机电伺服系统 

摘      要：针对机电伺服系统PID参数设计难以充分考虑动态特性(幅-相频特性)指标的问题,提出了面向动态特性指标的PID设计方法。基于动力学方程建立了机电伺服系统的9阶传递函数(Transfer Function,TF)模型。运用劳斯判据和TF系数之间的关系补充了系统的稳定性约束和TF系数的相容性约束,以保证PID设计过程中系统的稳定性和TF系数的相容性。在此基础上,基于参数辨识的思想,利用改进的有理分式多项式法辨识TF模型中各个参数,从而快速确定了满足动态特性指标的PID参数,提高了设计效率,并且通过调整指标数据辨识得到多组满足原指标的控制器参数。仿真结果表明:设计得到的PID参数不仅满足动态特性指标要求,而且兼顾了系统稳定性和TF系数的相容性,设计结果与仿真吻合良好。