摘  要：本文是关于零相位差前馈补偿在PID控制中的应用研究，运用Matlab仿真，以图像的方式直观表现闭环函数和拟合传递函数的拟合误差，从仿真结果可以看出，在给定的频带范围内，前馈控制使得输出和输入的误差相对较小，通过在前馈控制器加入开环零点，以这样的方法来补偿控制系统中的不稳定零点带来的影响，如果系统超前值确定，那么已校正过的控制系统在全频域内无相位移，而频率较低时，系统增益可以看做等于1，这样便完成了系统对高精度控制的要求。91644

毕业论文关键词：零相位差，PID控制，拟合，前馈补偿

Abstract:this article is about studying the zero phase difference and feedforward compensation in the research and application of PID control ,this research applies Matlab to simulat, in the form of image to visually perform the closed-loop function and the fitting error of fitting transfer function,from the outcome of the simulation, it can be seen that in certain frequency range, through the feedforward control system can be guaranteed within a certain range with high-precision tracking input, which is to introduce the way of zero in the feedforward controller , that is used to compensate for the closed-loop system instability of zero, when the instruction value is known in advance, after the system corrected , the range of frequency phase shift will be zero, when it is in low frequency range, the phase shift will approximately equal to 1, in this way we can achieve high precision control。

Keywords:zero-phase-difference,PID control,Fit,feed-forward compensation 

目 录

1 前言 4

2 传统PID控制 5

2。1 传统PID的发展 5

2。2 传统PID控制的基本原理 7

2．3 传统PID的缺点 11

3 零相位差前馈补偿 12

3。1 零相位差的介绍 12

3。2 零相位差前馈补偿的理论依据 12

3。3 前馈控制器的设计 15

4 零相位差前馈补偿的PID仿真 16

4。1 频率测试 16

4。2 零相差控制器的验证 20

参考文献 23

致谢 24

1 前言来自优I尔Y论S文C网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766

现代社会对于伺服系统除了要求其抑制扰动的影响外,对控制系统的速度和精度的要求也是日益增高，这使得我们对控制器的要求变得更高，例如对周期性信号的跟踪,它要求跟踪的精度很小甚至是微米这样的级别，所以,我们试着去找一种新的控制办法来抑制周期性干扰进,而且可以提高周期性的输入信号的跟踪能力，本次研究通过对周期性的输入信号的跟踪以及抑制周期性的扰动,用前馈补偿控制器作为速度控制器,以零相位前馈补偿器作为位移控制器,在传统的PID控制中加入了零相位误差跟踪控制，输入信号的第一个周期，传统PID控制此时开始体现它的控制效果,它的作用是可以较好的抑制周期性的误差。系统响应延迟所造成的相位滞后可以被零相位误差跟踪控制消除,这样子可以使得输出无滞后的复现输入,以此来提高伺服系统对于周期性的信号跟踪精度，从仿真结果可以看出,零相位前馈补偿控制可以大幅度的减小相位误差,以此来加强控制系统的跟踪能力。