低采样率下振动抑制：基于圆判据的低速率控制系统设计

在工业电子领域，本文探讨了低采样率闭环控制系统中的振动抑制问题，这是一个关键挑战，尤其是在高精度运动的数字控制器中，如自动飞机着陆系统、伺服电机和机械手控制系统，低至1kHz的采样率可能导致系统稳定性下降，引发振动现象。这些振动通常源于非线性环节中的摩擦和饱和效应。 文章首先介绍了振动的概念，它是由系统产生极限环引起的持续振荡。振动抑制的关键在于保证系统的稳定性，而这往往在低采样率下更加困难。作者创新地提出了一种基于圆判据的振动补偿器设计，这种补偿器旨在抵消由低采样率带来的不稳定因素。 与传统的PI控制器相比，振动补偿器的设计考虑了系统的实际需求，通过对系统动态行为的理解和优化，能够在低频条件下有效抑制振动。作者详细分析了系统的稳定性，以一阶PI闭环控制系统为例，强调了采样周期和控制器参数设置的重要性。 通过MATLAB仿真平台，作者对新设计的振动补偿器进行了验证，结果显示它在与常规PI控制器对比中表现出显著的优势，能够有效抑制因采样率降低导致的系统不稳定和振动。这不仅提高了控制系统的动态性能，还保证了在工业环境中的可靠性和精确度。 本文的研究对于优化低采样率工业电子控制系统的振动抑制具有重要意义，为实际应用提供了理论支持和实用方法，有助于提升设备运行的效率和精度，减少故障发生的可能性。