動(dòng)態(tài)伺服控制器隨著微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)與控制理論的不斷發(fā)展，特別是數(shù)字信號(hào)控制處理芯片的性能得到飛快提高，動(dòng)態(tài)伺服控制器系統(tǒng)的研究和應(yīng)用,自20世紀(jì)80年代以來(lái),取得了舉世矚目的進(jìn)展，其動(dòng)、靜態(tài)特性已*可以與直流伺服系統(tǒng)相媲美。各類新型高速單片機(jī)和電機(jī)dsp的出現(xiàn),為動(dòng)態(tài)伺服控制器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)包括位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)的全數(shù)字化控制奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),從而將原有的硬件動(dòng)態(tài)伺服控制器變成了軟件伺服控制,不僅大大簡(jiǎn)化了動(dòng)態(tài)伺服控制器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),提高了運(yùn)行可靠性,而且使得在動(dòng)態(tài)伺服控制器系統(tǒng)中應(yīng)用現(xiàn)代控制理論的先進(jìn)算法(如:自適應(yīng)控制、模糊控制、變結(jié)構(gòu)控制等)成為可能,從而讓動(dòng)態(tài)伺服控制器系統(tǒng)的控制性能擁有了進(jìn)一步提升的空間。而好的控制算法，更是提高系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的pid算法由于具有原理簡(jiǎn)單，使用方便、適應(yīng)性強(qiáng)、魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中早已得到廣泛的應(yīng)用。但由于pid各參數(shù)間具有不確定的關(guān)聯(lián)性，很難找到一組適應(yīng)于系統(tǒng)的參數(shù)，且存在參數(shù)移植困難等問(wèn)題，無(wú)法取得*的控制效果。本文把前饋控制與變參數(shù)pid控制運(yùn)用到位置動(dòng)態(tài)伺服控制器系統(tǒng)中進(jìn)行的點(diǎn)位控制，在matlab仿真驗(yàn)證算法的正確性之后，在實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行中也取得了高速、的定位效果。

    利用maltab軟件搭建仿真模型，模型采用電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)三閉環(huán)控制，電流環(huán)的作用是提高系統(tǒng)的快速性，抑制電流環(huán)內(nèi)部干擾，限制zui大電流（即在調(diào)節(jié)器的輸出通路上串聯(lián)一個(gè)限幅輸出環(huán)節(jié)）以保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行；速度環(huán)的作用是之前系統(tǒng)抗負(fù)載擾動(dòng)的能力，抑制速度波動(dòng)，并限制zui大的速度輸出（通過(guò)串聯(lián)一個(gè)限幅環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)），保證電機(jī)運(yùn)行在安全的轉(zhuǎn)速范圍之內(nèi)（也即運(yùn)行轉(zhuǎn)速<電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速）；位置環(huán)的作用是提高位移跟蹤的精度，以滿足高精度的性能要求。動(dòng)態(tài)伺服控制器系統(tǒng)性能關(guān)鍵在于位移跟蹤的精度，所以對(duì)系統(tǒng)位置環(huán)分別采用普通pid調(diào)節(jié)器、前饋控制與變參數(shù)pid調(diào)節(jié)器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)不斷優(yōu)化參數(shù)，觀察輸出波形與位置誤差波形。

總結(jié)：

    在要求高精度、快速響應(yīng)的動(dòng)態(tài)伺服控制器定位系統(tǒng)中, 單純采用比例或比例積分調(diào)節(jié)的位置控制器很難同時(shí)滿足定位的快速性、高精度以及對(duì)位置的無(wú)超調(diào)。通過(guò)對(duì)位置調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì), 既保證了動(dòng)態(tài)伺服控制器在高精度定位的同時(shí), 又具有快速響應(yīng)的特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明, 采用前饋控制與變參數(shù)pid控制器可以滿足高性能動(dòng)態(tài)伺服控制器定位的要求, 該位置控制器可以用于點(diǎn)位控制系統(tǒng) 中，能夠明顯地減少系統(tǒng)的位置跟蹤誤差,從而改善系統(tǒng)性能。但是實(shí)物實(shí)驗(yàn)中未加入大慣量負(fù)載，加上實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制，所以本文的研究還有待進(jìn)一步深入。

    反饋控制是在系統(tǒng)偏差形成之后才發(fā)揮作用，當(dāng)被控對(duì)象存在大延遲或受到的干擾較多，反饋控制系統(tǒng)的控制效果往往不太理想，系統(tǒng)響應(yīng)在時(shí)間上存在一定的滯后。這對(duì)于需要高速高精度控制的場(chǎng)合，顯然是不利的。而前饋控制能及時(shí)地根據(jù)信號(hào)源的變化進(jìn)行控制，具有一定的預(yù)見(jiàn)性，能很好地彌補(bǔ)了反饋控制的不足之處。把前饋控制與反饋控制結(jié)合起來(lái)，形成一種前饋-反饋復(fù)合控制系統(tǒng)，這樣能夠同時(shí)發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程的高速高精度控制要求。復(fù)合控制是以誤差控制信號(hào)為基礎(chǔ)，并引入輸入的微分信號(hào)。在位置動(dòng)態(tài)伺服控制器系統(tǒng)中，一階微分相當(dāng)于速度，二階微分相當(dāng)于加速度，在系統(tǒng)輸入為大速度和大加速度信號(hào)（如正弦波信號(hào)輸入），可以大大減小系統(tǒng)的跟隨誤差。