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摘要
为了提高前置预滤波器的滤波性能,同时降低前置预滤波器的设计难度,提出了一种应用于搭建2自由度PID(proportional-integral-derivative)控制系统的前置预滤波器设计方法.首先提出了系统响应信号的分量信号的概念,然后基于最小二乘法,推导出一种改善系统响应输出特性的前置预滤波器的设计方法.所设计的前置预滤波器具有PID的简单形式,能够方便地应用于搭建2自由度PID控制系统.所述设计方法的主要优点在于:无需系统辨识,整个设计过程只需要系统的响应输出信号;所设计出的前置预滤波器能有效减小2自由度PID控制系统在阶跃响应中的震荡,且能使系统的响应速度与给定的参考模型的响应速度一致.通过针对典型PID控制系统的前置预滤波器的仿真设计,给出了基于响应输出信号前置预滤波器的设计过程.对所设计的前置预滤波器的滤波效果进行了仿真验证,仿真结果证明了上述优良特性.
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单位中国科学院大学; 中国科学院沈阳自动化研究所; 机器人学国家重点实验室
