论文：智能积分器在随动系统中的应用.pdf

智能积分器在随动系统中的应用 陈昌忠 陈永会 柏建国 摘 要 常规控制方法通常用二阶积分实现斜坡输入的稳态无差跟踪，使系统的暂态品质下降。据此， 本文提出一种仿人智能积分器，既能实现稳态无差跟踪，又不影响暂态过程。仿真结果表明了该方法的适 用性和有效性。 关键词 智能积分器, 仿人智能控制, 仿真 The Application of an Intelligent Integrator to servo Chen Changzhong Chen Yonghui Bai Jianguo Abstract The ramp input is followed by second-order integration in the method of conventional control if steady-following error is equal to zero. It makes the system transient quality decrease. Because of that, a human-simulating intelligent integrator is presented in the paper, which implements the error of zero in the steady state, as well as doesn’t influence the transient process. The results of simulations indicate the suitability and effectiveness of the method. Keywords intelligent integrator , human-simulating control , simulation 1 引言 在常规控制中，准确性是控制过程中追求的一个目标，因此消除稳态误差。根据内模 原理[1] ，即将外部输入信号的极点“编入”控制系统的开环极点中，从而使误差传递函数 的零点和外部输入信号的极点产生零极点相消，使系统输出可以无稳态误差地跟踪参考输 入信号。因此，通常采用增加控制器中的积分环节的阶数的方法来消除系统的稳态误差。 这种方法简单可行，鲁棒性强，但是该方法有使暂态性能变差、易产生积分饱和、参数整 定难等缺点。 基于此，在控制器中引入“智能积分器”[2] ，充分利用系统的输出信号，获取有用信 息，去掉冗余信息，使系统实现稳态无差控制，同时完全避开因积分器的相位滞后特性影 响动态响应过程。 2 智能积分器 智能积分器的基本思想就是根据系统响应的不同特征或阶段（暂态、稳态），相应地选 择积分器的不同控制模态，合理地改变控制结构，对被控对象施加所需的控制量。 智能积分器的基本结构示意图如图 1 所示，它主要由两个积分器和两个智能开关（ZK ） 组成，其中一个积分器是对误差信号的积累，另一个积分器是对冗余信号的清除，因此它 们的输出信号的进行相差，它们的具体的工作过程受智能开关的控制。在实际应用中只需 用一个数字积分器便能完成其全部功能。 该结构在运行中的信号从图 1 可清楚地看出： 250 1/TiS Ui+ E ① ZK + Ui U + ② ZK +