大型光电经纬仪速度环PID参数模糊自整定研究

摘要

为了使大型经纬仪在跟踪快速目标时具有较高的响应速度和较强的抗干扰能力,同时在跟踪低速目标时具有较好的平稳性和较高的精度。在传统伺服控制器双闭环的结构基础上,利用模糊控制理论将伺服控制的速度环调节器设计为模糊PID控制器,同时将位置环设计为传统的一阶调节器。讨论了速度环模糊PID控制器的结构和PID参数的整定方法,在设计中比例系数K P、微分系数K D用模糊方法进行自整定,而积分参数K I采用固定参数,并在MATLAB中对该模糊PID控制器进行了仿真研究,对比了模糊PID控制器与传统PID控制器的性能指标和抗干扰能力。实验结果表明:模糊PID控制器具有自整定参数的能力,并且跟踪性能远远优于传统PID控制器。在实际项目中对所设计的模糊PID控制器进行了应用,在对经纬仪进行最大速度20°/s最大加速度5°/s2的正弦引导时测得最大误差仅为0.6″。在对经纬仪进行速度为15″的等速引导时系统运行平稳,实际测得速度与引导速度的均方根误差仅为0.63″。