本论文结合上述情况，在某项目中总结出了一套对PID算法的参数进行整定的方法。PID调节方法是三阶系统中一种常用的有效控制方法。PID在许多系统中能够得到广泛的运用是由于这些系统都存在非线性和未知的干扰，尤其是在模拟和数字的混合系统中，由于模拟信号很容易受到影响，导致系统设计较为复杂。在一些相互合作的项目中，由于存在单位之间需要保密的原因，对系统的理论分析通常不能够做到具有精确的数学模型，因此，PID算法是解决这类情况的一种有效控制方法。
1 传统数字PID算法
1.1 位置式控制算法
位置式PID控制算法描述为：
式中：k——采样序号；
u(k)——第k次
工业电子领域中，基于位置伺服系统的运动控制方法技术是一个至关重要的课题，特别是在处理非线性系统和未知干扰的场合。PID（比例-积分-微分）调节器是解决这类问题的常见工具，尤其在模拟和数字混合系统中，由于模拟信号易受干扰，系统设计复杂，PID算法因其灵活性和有效性而广泛应用。
1. **传统数字PID算法**：
- **位置式控制算法**：位置式PID控制公式中，k表示采样序号，u(k)为第k次采样的控制输出，e(k)为第k次采样时的误差，Kp、Ki、Kd分别为比例、积分和微分系数，TI和TD分别是积分时间和微分时间常数，T为采样周期。这种算法在每次计算中涉及到过去的状态，可能导致计算复杂且内存消耗大，同时，手动到自动切换需要特殊处理以避免冲击。
- **增量式控制算法**：增量式PID仅计算误差增量，减少了计算复杂度和精度影响。在计算机故障时，由于执行装置的寄存特性，系统能保持稳定，实现无冲击切换。
2. **积分分离PID算法**：
- 积分分离算法根据目标位置与当前位置的距离进行分段控制，可以进一步细化以适应不同系统需求。在实际应用中，该算法可以改善系统的响应特性，降低超调和振荡。
3. **位置伺服系统中的应用**：
- 在具体的位置伺服系统中，采用多次积分分离并在正反向超调时进行积分分离，以优化控制效果。例如，系统分为多个工作区间，如全速运动、纯比例控制、常规PID控制以及比例积分控制等，每个区间对应不同的控制策略。
4. **参数整定**：
- 高精度位置系统要求精细的参数整定。在没有精确数学模型的情况下，通过实验分段，确定各部分算法参数。例如，转折点的电压调整，比例系数的确定，以及根据位移量和输出电压的关系进行线性拟合。
总结来说，工业电子中的位置伺服系统运动控制通过采用PID算法及其变种，如积分分离PID，可以有效地应对非线性系统和干扰。通过实验和参数整定，可以实现对系统的精准控制，满足高速和高精度的需求。在实际应用中，根据系统特性和需求，不断优化控制策略，是提高系统性能的关键。
