[发明专利]一种用于电动舵机的变参数PID控制电路及控制方法

摘要

本发明涉及一种用于电动舵机的变参数PID控制电路及控制方法，属于自动控制技术领域。变参数PID控制电路由滤波电路、PID电路、加法电路、偏差判断电路及开关切换电路组成，偏差判断电路通过电动舵机闭环系统的输入信号与反馈信号的偏差值大小来控制开关切换电路中模拟开关两组输出的开通与关断，以此来控制是否投入并联电阻并联电容到PID电路中，从而实现PID参数的在线调整。本发明解决了航空制导武器电动舵机在大惯性、非线性、强干扰等工作环境下，用一组事先整定的PID参数实施控制难以达到很好的控制效果的问题，电路设计合理、简单可行，能够有效的削弱系统抖振、增加系统鲁棒性、提高控制精度，保证了系统在不同的控制阶段拥有良好的控制品质。

主权项

一种用于电动舵机的变参数PID控制电路，应用于电动舵机控制的闭环系统，电路的输入端包括互为反相的闭环系统中输入信号VI与闭环系统中反馈信号VF，输出端为PID_OUT信号也即PID控制结果，其特征在于：变参数PID控制电路由滤波电路、PID电路、加法电路、偏差判断电路及开关切换电路组成；输入信号VI与反馈信号VF经过滤波电路后连接在一起并分别进入PID电路和加法电路的输入端；PID电路包括串联的积分电路、微分电路和比例放大电路，其输入端即为输入信号VI与反馈信号VF经过滤波电路后连接在一起的信号，输出端为PID_OUT信号也即PID控制结果；加法电路用于对互为反相的输入信号VI与反馈信号VF滤波后的结果进行相加，其输入端为输入信号VI与反馈信号VF经过滤波电路后连接在一起的信号，输出端为输入信号VI与反馈信号VF相加后的偏差结果并送入偏差判断电路的输入端；偏差判断电路中通过引入参考电压的方式设定了偏差的上限和下限，偏差判断电路的输入端为加法电路的输出端，偏差判断电路的输出端进入开关切换电路的输入端，当偏差判断电路判断其输入端的偏差结果在上限和下限的范围之内，则偏差判断电路的输出端为低电平，否则为高电平；开关切换电路的输入端为偏差判断电路的输出端，开关切换电路的输出端有两组，当开关切换电路的输入端为高电平时，两组输出端均处于开通状态，第一组通过投入并联电阻的方式控制比例放大电路的比例参数，第二组通过投入并联电容的方式控制积分电路的积分参数；当开关切换电路的输入端为低电平时，两组输出端均处于关断状态，所述并联电路和并联电容均不投入PID电路。