基于分阶段控制策略的超高精度电子天平的重复性研究

来源：计量学报杂志2025年第10期北京时间：

作者：陈俊杰, 孙鹏鹏, 罗哉, 江文松, 王健

摘要：针对传统 PID 控制方法在高精度称量过程中容易受环境扰动影响、导致测量值波动的问题，提出一种分阶段控制策略，以提升超高精度电子天平的重复性。基于分阶段控制策略，采用频域振荡法整定 PID 参数，以优化控制系统的响应特性，提高测量过程的快速性和平稳性，并在准静态平衡阶段，利用最小二乘法拟合系统位移系数，实现位移补偿，减少机械因素对测量结果的影响。实验结果表明：该控制策略能够有效抑制称量过程中的波动，提高短时间内测量结果的一致性，显著优化超高精度电子天平的重复性。该研究为超高精度质量测量提供了一种有效的控制方法，可应用于精密称重和微量分析等领域。

关键词：力学计量,电子天平,PID控制,频域振荡法,最小二乘法,分阶段控制

基金资助：国家自然科学基金(52075515)