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PID控制器结构简单、鲁棒性强,具有实现简单的特点,广泛应用于各种工业过程控制中。作为一种广泛的控制率,PID控制技术一直是控制领域研究的热点问题。PID控制器参数的合理性直接影响系统的控制效果。近年来,各种PID参数整定方法层出不穷。本文提出一种基于频域分析法求取PID控制器参数稳定域的方法,即首先根据闭环稳定性条件得到比例增益Kp的范围,遍历Kp取值,从而得到Ki-Kd的二维稳定域,重点针对线性时不变系统设计一阶和二阶控制器,算法具有快速性和准确性的特点,并给出了该算法应用的仿真实例。针对工业中常见时滞系统,对时滞环节进行等效近似,结合频域分析法可得到延时系统PID参数稳定域。通过大量实验仿真表明各种近似方法对稳定域具有不同的影响程度,其中,二阶非对称Pade近似获得稳定域的方法是最准确的。串级控制是一类双闭环控制系统,其结构优于单回路控制模式,能够使系统获得更好的性能指标。本文对该类系统PID参数自调整技术进行了深入研究。首先通过稳定域的方法设定PID控制器初值并结合过程参数辨识出系统模型,最后根据IMC方法调整出满足性能要求的控制器参数,仿真实例证明了该算法的有效性。一般系统多采用PID控制类型,但其不能抵抗复杂非线性等因素对系统的影响。为了满足高精度和高可靠性要求,本文在线性PID算法的基础上结合非线性控制器及扰动力矩观测器,设计一种自抗扰的控制策略,达到了抑制非线性因素及未知扰动的目的,并基于实验室两惯量伺服系统模型验证了该算法的可行性。