内模PID控制器在云台伺服系统中的应用

2012-10-16邢邦丽赵志诚曾建潮

太原科技大学学报 2012年2期

邢邦丽，赵志诚，曾建潮

(太原科技大学电子信息工程学院，太原 030024)

随着视频跟踪技术的发展，云台摄像机得到了广泛应用。跟踪系统对控制器的要求很高，即精度高，响应快，无抖动，抗干扰能力强，鲁棒性好[1]。云台摄像机跟踪系统属于二阶系统，可采用不同的控制方法改善其动态性能。文献[2]采用改进的PID算法解决了由系统非线性原因而引起的控制效果差的问题，但该算法运算量大，在环境复杂多变的视频跟踪系统中仍存在很多缺陷;文献[3]和文献[4]分别采用了模糊自适应PID控制和模糊PID变阻尼控制方法，这两种方法均改善了跟踪系统的动态性能，但模糊控制规则的设计较为复杂，且依赖于专家的控制经验。

内模控制是一种基于对象数学模型进行设计的新型控制策略，其基本设计思想是将对象模型与实际对象相并联，控制器逼近模型的动态逆[5]。内模控制器只有一个可调参数，设计方法简单，而且具有良好的稳定性和鲁棒性[6]。本文根据内模控制的优势，针对云台伺服系统设计了一种基于内模控制的PID控制器，仿真结果表明，该控制器调节方便，与传统的PID控制器相比具有更好的动态性能和鲁棒性，能满足跟踪系统的控制要求。