伺服系统是目前工业中最常用到的结构，伺服技术的发展也会推动现代工业的发 展。随着工业的发展，人们对伺服系统的控制性能要求越来越高，要求有更高的控制 精度，没有滞后和超调等。PID 控制是伺服系统常采用的控制技术，PID 控制原理简 单、使用方便、适应性强、鲁棒性强，其控制品质不依赖于系统模型，对任何的控制 被控对象都可以应付，在生产条件不好的现场也可以使用并且不出错。PID 控制算法 有一套完整的参数整定和设计方法，易于被工程技术人员掌握，在对控制快速性和控 制精度要求不是很高，而更重视系统的可靠性的情况下，采用 PID 控制往往是最佳的 选择[5]。但 PID 的积分饱和现象已经成为制约 PID 发展的重要阻碍，所以解决这个问 题对 PID 控制的发展非常重要。抗饱和 PID 控制算法的研究解决了 PID 控制器的积 分饱和问题，并且由于其不依赖于系统模型，抗饱和 PID 控制算法不仅能够应用到伺 服系统中，在工业机器人，工业控制等其它领域中也能得到应用。 

1。3 本课题相关领域研究状况 

 1。4 本论文的研究概述及主要内容 

1。4。1 课题研究概述 

本论文根据抗饱和 PID 控制算法的理论方法，针对传统的 PID 控制的饱和问题， 设计出一种抗饱和的 PID 控制算法，实现对伺服系统的控制。通过对传统 PID 控制 算法和抗饱和 PID 控制算法的分别仿真研究，比较两者的性能差别，从而判断抗饱和 PID 控制算法的作用是否实现。 

通过对伺服电机的深入研究，建立伺服系统的数学模型。将建立的数学模型进行

简化后再应用抗饱和 PID 控制算法对其进行控制，实现抗饱和 PID 控制算法在伺服 系统中的应用。之后设计抗饱和 PID 控制算法的 MATLAB 程序，运行仿真。通过分 析常规 PID 控制算法和抗饱和 PID 控制算法的仿真结果观察系统的抗饱和性能是否 改善。 

1。4。2 论文的主要内容 

本论文主要内容有三章，每一章的内容分别如下： 第一章：绪论。这一章首先介绍了抗饱和 PID 控制的研究背景和意义，再描述了

其发展历史和现状，其中也简要讲了抗饱和 PID 控制算法在伺服系统中的应用。最后 总结了课题的主要研究内容。 

第二章：抗饱和 PID 控制算法。这一章首先要介绍常规的 PID 控制算法，然后 介绍抗饱和 PID 控制算法。由于 PID 控制有一套完整的参数整定方法，因此对 PID 的参数整定方法也作简要介绍，解决设计中参数整定的问题。 

第三章：抗饱和 PID 控制算法在伺服系统中的应用。本章将主要介绍如何将抗饱 和 PID 控制算法应用到伺服系统控制当中。首先介绍了伺服系统数学模型的建立，其 次介绍抗饱和 PID 控制算法应用到伺服系统中的程序设计，最后介绍算法的仿真和结 果分析。 

第二章 抗饱和 PID 控制算法

2。1 常规 PID 控制算法 

由于抗饱和 PID 控制技术是常规 PID 控制技术的改进，并且本课题也将会将常 规 PID 控制技术应用到伺服系统控制中，作为对照组与抗饱和 PID 控制技术进行比 较，观察两者的控制性能的优劣，因此这里首先介绍一下常规 PID 控制算法。近年来， 工业过程控制发展迅速，各种新的控制方法也如雨后春笋般纷纷出现，引发了控制理 论的飞速发展。PID 控制虽然在上个世纪就开始发展，但直到现在仍然广泛的应用在 各个控制领域中。PID 控制的原理结构图如图 2-1 所示。比例环节（P）、积分环节（I）、 微分环节（D）三个部分构成的并联的控制器就是 PID 控制器。有时也可以去掉积分 环节或微分环节，从而构成 PI 控制器或 PD 控制器。 论文网