[发明专利]电磁驱动微镜的PID控制方法及系统

摘要

本发明公开了一种电磁驱动微镜的PID控制方法及系统，其中，所述PID控制方法包括下列步骤S1、微镜仿真系统PID控制参数调节；S2、微镜实际系统PID控制的实现；S3、PID控制器离散化；S4、参数整定和控制效果分析。本发明公开的电磁驱动微镜的PID控制方法在基于LabVIEW的微镜平台上实现，使微镜系统阶跃响应调节时间缩短，超调量显著降低，消除“零漂”问题，跟踪稳态误差明显减少，大幅提高微镜系统动态性能和静态性能。该方法优点是控制器结构简单，易于物理实现；稳定性好、工作可靠；具有较好的鲁棒性，对模型依赖小。

主权项

一种电磁驱动微镜的PID控制方法，其特征在于，所述PID控制方法包括下列步骤：S1、微镜仿真系统PID控制参数调节；对于电磁驱动微镜系统模型进行仿真，添加PID控制模块，所述PID控制模块由微分、积分、比例环节并联而成，通过调节三个环节参数，观察输出波形，如果输出波形的性能参数满足要求，停止参数整定；S2、微镜实际系统PID控制的实现；将连续PID控制量计算公式离散化，连续PID控制量计算公式如下：u(t)=KP·e(t)+1TI·∫0te(t)+TD·de(t)dt=KP·e(t)+KI·∫0te(t)+KD·de(t)dt]]>其中，e(t)＝r(t)‑y(t)为偏差信号，r(t)为参考输入信号，y(t)为输出信号；TI、TD分别为积分、微分时间常数，KP、KI、KD分别为连续比例、积分、微分环节增益；通过比例环节不变，微分环节变为差分，积分环节变为累积求转化为离散形式e(n)＝r(n)‑y(n)u(n)=KP′·e(n)+KI′·Σi=0ne(n)+KD′·[e(n)-e(n-1)]]]>其中，离散误差为e(n)，离散参考输入信号为r(n)，离散输出信号为y(n)，其中，K’P、K’I、K’D分别为离散比例、累加、差分环节增益；S3、PID控制器离散化；根据等效原理，得出离散PID控制器系数与连续PID控制器系数转换关系；S4、参数整定和控制效果分析；建立实物系统PID控制器后，首先按照所述步骤S3所得离散参数设置控制器，然后按照所述步骤S2进行参数调节，直到输出波形的性能参数满足要求。