1 引 言
在工业过程中，传统的pid控制器，很难做到既能最佳的跟踪设定值，又能有效的抑制各种干扰。其原因在于传统的pid控制，只能设定一套pid参数，即所谓抑制一自由度pid控制，在这种控制中，pid参数的整定只能是兼顾目标跟踪特性和外扰抑制特性的一种折衷处理方法。二自由度pid算法是在传统的一自由度pid控制中设法整定两套可以彼此独立整定的pid参数，从而使受控系统的目标跟踪特性和外扰抑制特性能同时达到最优。
2 二自由度pid控制器
目标值滤波器型二自由度pid控制器可以继承和活化传统的技术成果，且只需在传统的测量值微分先行pid基础上加上目标值跟踪滤波器的结构就可以利用偏差平方式pid和带死区的pid等各种形式，且结构简单、功能明确。目标值滤波器型二自由度pid算法的典型结构如图2—1所示。
由图可求得测量值pv与调节器输出值mv间的传递函数gpm（s）和给定值sv与mv间的传递函数gsm（s）为
式中kp、ti、td为一自由度pid控制器的比例增益、积分时间、微分时间参数，α、β、γ为上述3个参数的二自由度化系数，1／η为微分增益。
