[发明专利]一种引入零极点补偿算法的精密电源与测量系统控制方法

说明书

本发明公开了一种引入零极点补偿算法的精密电源与测量系统控制方法，包括以下操作步骤：系统上电工作，自动调节PID控制器的参数使得输出发生超过5％的振铃现象，并测得该振铃的频率值和最大过冲比，引入零极点补偿算法，修正PID参数为最优值，使得输出端振铃现象消失。本发明所述的一种引入零极点补偿算法的精密电源与测量系统控制方法，基于传统的PID控制算法基础上，引入零极点补偿算法，可以对输出端过冲振铃特征频率点处进行增益和相位的补偿，从而改善闭环系统在该特征频率点处的频率响应，PID控制算法加零极点补偿算法二者构成的新型闭环控制系统，实现了输出响应速率更快，且无过冲振铃现象的双重优势。

技术领域

本发明涉及精密电源与测量系统闭环控制领域，特别涉及一种引入零极点补偿算法的精密电源与测量系统控制方法。

背景技术

精密电源与测量系统闭环控制方法是一种高精度V-I精密电源与测量的闭环系统控制方案，在进行精密电源与测量系统闭环控制时，采用PID控制算法进行操作，通过计算电压预设目标值与电压测量补偿值二者的差值作为闭环控制系统的输入，然后该差值经位置式PID算法单元P、I、D三个因子加权，得出数值，随着科技的不断发展，对于精密电源与测量系统闭环控制方法的要求也越来越高。

现有的精密电源与测量系统闭环控制方法在使用时存在一定的弊端，为提高闭环系统的响应速率，即缩短系统的上升时间，通常做法是增大PID控制器的比例因子P和积分因子I，然而，过大的比例和积分效应会造成输出端产生过冲振铃现象，当输出端的负载为小阻值或容性负载时，输出波形过冲振铃现象尤其严重，为此，我们提出一种引入零极点补偿算法的精密电源与测量系统控制方法。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种引入零极点补偿算法的精密电源与测量系统控制方法，基于传统的PID控制算法基础上，引入零极点补偿算法，可以对输出端过冲振铃特征频率点处进行增益和相位的补偿，从而改善闭环系统在该特征频率点处的频率响应，PID控制算法加零极点补偿算法二者构成的新型闭环控制系统，实现了输出响应速率更快，且无过冲振铃现象的双重优势，可以有效解决背景技术中的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种引入零极点补偿算法的精密电源与测量系统控制方法，包括以下操作步骤：

S1：参数获得：对纯阻、容性、感性3种典型负载及不同阻抗值进行大量的实验测试，获得PID控制器的参数、零极点补偿器的参数、振铃的频率特征值参数与最大过冲比参数的经验值作为最优参数，并保存为最优参数数据库，存储到精密电源与测量系统的硬件内存中；

S2：参数测试：系统上电工作，自动调节PID控制器的参数使得输出发生超过5％的振铃现象，并测得该振铃的频率值和最大过冲比；

S3：零极点补偿算法引入：引入零极点补偿算法，可以对输出端过冲振铃特征频率点处进行增益和相位的补偿，从而改善闭环系统在该特征频率点处的频率响应；

S4：参数比对：将测得的两个振铃参数与最优参数数据库进行比对，修正PID参数为最优值，同时自动设置和微调零极点补偿器参数，使得输出端振铃现象消失；

S5：结果输出：如果该组最优参数尚未完全消除振铃现象，则向下选取相邻一组的最优参数进行测试，最后直至输出端振铃现象消失，并将当前设定的最优参数新增到最优参数数据库中，实现精密电源与测量系统闭环控制。

作为本申请一种优选的技术方案，所述S1-S5步骤中基于传统的PID控制算法基础上，引入零极点补偿算法，对输出端过冲振铃特征频率点处进行增益和相位的补偿，改善闭环系统在该特征频率点处的频率响应。

作为本申请一种优选的技术方案，所述PID控制算法加零极点补偿算法二者构成的新型闭环控制系统实现了输出响应速率更快，且无过冲振铃现象的双重优势。