在工控伺服系统技术的神奇领域基于积分分离PID控制的交流伺服系统宛如一位掌控者巧妙地操纵着机械世界的

导语：交流电动机伺服驱动系统因其结构简洁、维护方便的优势，正逐渐成为现代工业的基础设施。1 引言交流伺服驱动系统由于其结构简洁、维护方便的优势，正在逐渐成为现代工业的基础设施。在机器人和操作机械手中的关节驱动以及精密数控机床等领域，它们得到了越来越广泛的应用。交流伺服系统主要由交流电动机组成，而这些电动机在数字模型上不仅线性，而且具备非线性、时变和耦合等复杂特点，使得传统基于对象模型控制方法难以高效地进行控制。

对于交流伺服系统性能，我们既要求快速跟踪性能良好，即对输入信号响应迅速，跟踪误差小，过渡时间短且无超调或超调量少，并且振荡次数较少；又要求稳态精度高，即系统稳态误差小，定位精度高。在交流伺服控制中，以PID为基础，但单纯PID存在超调量大、调节时间长及控制效率低的问题。此外，对PID参数选择也相对困难。在常规PID中积分环节消除静态误差提高了控制精度，但在初始阶段引入积分可能导致PID积分累加引起大的超调，因此本文针对这个问题提出了一种新的积分分离策略。

当误差较大时取消积分环节采用PD避免大规模超调，当误差减小时再启用积分环节以消除余留误差提升整体精度。这种结合PD和PID优点的一种新型算法被称为“换档”或者“双模”式PIDD（Proportional-Integral-Derivative）算法，该算法通过调整样本间隔T与阈值ε实现从PD到PI转换，从而能够根据实际工作条件自动调整控制策略。这一方法可以有效地平衡速度与准确性的需求，同时降低了极限位置下的震荡幅度。

2 系统设计

3 积分分离PIDD

PID是一种技术成熟且普遍应用于各类过程中的基本控制方法，其简单结构使其适用于多个场景。然而，在面对非线性过程如交流伺服驱动生成功时，由于内环不足外环补偿可行，所以转速调节器通常采用PI而不是PID。

4 实验研究

在实验中使用了一个功率2.2kW,频率1.44kHz,最大扭矩0.7Nm,最小扭矩0Nm的小型步进电机作为测试对象。

结果表明，在利用该算法后，可以显著提高位置追踪能力并缩短达到目标位置所需时间，同时保持振荡幅度在可接受范围内，是一种非常有前景的新型实时位置控制技术。