摘要比例-积分-微分（PID）是当前工业控制中最常使用的控制器之一。本论文的研 究目的是设计一种抗饱和 PID 控制算法实现伺服系统的控制。伺服系统是用来精确跟 随或复现某个过程的反馈控制系统。研究 PID 控制技术对伺服系统的发展具有有利影 响。由于 PID 控制算法不依赖于系统模型，因此本文研究的抗饱和 PID 控制算法也 能应用到其它的控制系统中，研究抗饱和 PID 控制技术具有重大意义。 80305

论文的主要研究内容是设计一种抗饱和 PID 控制器实现对伺服系统的控制。本文 首先会介绍普通 PID 控制技术；再介绍抗饱和 PID 控制技术；之后会建立伺服系统 的数学模型；最后会把抗饱和 PID 控制算法应用到伺服系统中。抗饱和 PID 控制算 法的研究思路是在线性范围内引入积分作用以消除静差，在饱和区内则通过取消积分 作用以防止积分器一直积累一个方向的偏差。 

最后，对于抗饱和 PID 控制算法的有效性，将通过 MATLAB 仿真得到验证。在 最后的仿真结果中，抗饱和 PID 控制算法成功实现了抗饱和的目的。并且通过对普通 PID 控制与抗饱和 PID 控制的比较，发现抗饱和 PID 控制算法在改善系统的动态性能 方面也发挥了作用。 

毕业论文关键词：抗积分饱和；PID 控制；伺服系统

Abstract Proportional-integral-differential (PID) controller is one of the most commonly used in current industrial controller。 The purpose of this paper is to design an anti-windup PID controller to control the servo system。 The servo system is a feedback control system to accurately reproduce or follow a process。 the development of PID controller have a favorable impact on servo system。 Due to the PID control algorithm does not depend on the advantages of system model, the anti-windup PID controller can also be applied to other control systems, the study of anti-windup PID controller has a great significance。

The main research contents of this thesis is to design a anti-windup PID controller for servo system。 This paper first introduces the ordinary PID control technology; then introduces anti-windup PID technology; next, build the mathematics of the servo system; finally, the anti-windup PID controller will be applied to the servo system。 Anti-windup PID controller is in the linear range of introducing integral action to eliminate steady-state error, in the saturated zone by integral action is canceled to prevent integrator has accumulated a direction deviation。

Finally, the effectiveness of the PID controller will be verified by matlab simulation。 In the last simulation results, the anti-windup PID controller have achieved the purpose of anti windup。 And it was found that the anti-windup PID control algorithm plays a role in improving the system dynamic performance。

Keywords: anti-windup integral saturation; PID controller; servo system。

目录

第一章 绪论 1

1。1  引言 1

1。2 课题的研究背景及意义 1

1。3  本课题相关领域研究状况 2

1。4  本论文的研究概述及主要内容 3

1。4。1  课题研究概述 3

1。4。2  论文的主要内容 4

第二章 抗饱和 PID 控制算法 5

2。1 常规 PID 控制算法 5

2。2 抗饱和 PID 控制算法 6

2。2。1  积分饱和现象 6