准确的控制精度与PID算法结合

PID算法是指在过程控制中，按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的PID控制器(亦称PID调节器)是应用最为广泛的一种自动控制器。它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单等优点;而且在理论上可以证明，对于过程控制的典型对象──“一阶滞后+纯滞后”与“二阶滞后+纯滞后”的控制对象，PID控制器是一种最优控制。PID调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法，它的参数整定方式简便，结构改变灵活(PI、PD、…)。

闭环控制是根据控制对象输出反馈来进行校正的控制方式，它是在测量出实际与计划发生偏差时，按定额或标准来进行纠正的。比如控制一个电机的转速，就得有一个测量转速的传感器，并将结果反馈到控制路线上。提到闭环控制算法，不得不提PID，它是闭环控制算法中最简单的一种。PID是比例 (Proportion) 积分 ,(Integral) 微分 ,(Differential coefficient) 的缩写，分别代表了三种控制算法。通过这三个算法的组合可有效地纠正被控制对象的偏差，从而使其达到一个稳定的状态。

为提高导弹伺服系统的控制精度,将模糊控制理论和PID控制方法相结合,提出了适合导弹伺服系统的模糊自整定PID控制算法.在说明控制器结构的基础上, 详细描述了算法的思路及具体公式,然后针对算法的软件设计流程进行了分析.仿真验证表明,相对于现行的拟合法及常规PID法,模糊自整定PID法对缩短导 弹伺服系统的输出响应时间及提高扰动稳定性都具有明显的优势,具有较好的工程应用前景.

在飞航导弹的制导过程中，制导计算机将引导指令发送给舵机伺服控制系统以控制舵机舵面的偏转，从而达到控制导弹飞行姿态以及飞行轨迹的目的，因此，舵机控制系统在导弹制导系统中起着举足轻重的作用。过去，模拟控制是舵机伺服控制系统的主流，然而，随着科学技术的快速发展，对导弹制导精度的要求也在不断提高，抗干扰能力差、对环境敏感、体积较大的模拟舵机控制系统逐渐被稳定性高、可靠性好、体积小、精度高、便于升级维护的数字化舵机伺服控制系统所取代。 本文根据对永磁直流电动机PWM控制技术的分析，选用了单极性可逆PWM控制方式，确定了主控制芯片采用16位数字信号处理器DSPIC30F5011，并在此基础上设计了主控制器外围电路、电源供给系统电路、隔离电路、驱动电路、电流采样电路、电压线性变换电路和二阶低通滤波电路。本文在控制策略的设计方面，采用了基于前馈补偿和电流截止负反馈的位置-速度双闭环控制策略：位置环采用变结构控制算法，当误差小于设定值时采用不完全微分的PID控制算法，当误差大于设定值时采用最大速度输出；速度环采用基于变速积分的PI控制算法；前馈补偿采用防饱和的增量式PI控制算法；电流截止负反馈在电流正常时起到监控作用，当电流超过限幅时使用比例控制算法对电流起到限制作用。 本文设计与开发的弹载舵机数字化伺服控制系统在委托方提供的专用测试平台上进行了测试，测试项目包括零位误差测试、死区测试、对称性测试、频率响应测试、瞬态响应测试等性能测试以及震动实验、高低温环境实验和高湿度环境实验等可靠性测试实验。测试结果表明了系统的各项性能指标和可靠性完全达到了委托方的要求，同时证明了本文所采用的弹载舵机数字化伺服控制系统的硬件电路结构与控制策略方案的可行性。