重置控制方法属于混杂控制范畴。它是用一个切换面来触发控制信号的突变,这一点与目前流行的许多混杂控制策略相类似。然而,重置控制方法具有其独特之处,即在切换面的两侧使用了相同的控制规则,即只要触发信号穿越切换面,重置律立即产生作用,将控制器的状态重置。传统的PID控制设计会受到Bode幅值——相位约束关系的限制,必须在幅频特性与相频特性方面相互矛盾的性能指标之间做出权衡。而重置控制方法可以在一定程度上克服这一约束关系的限制,能够使系统获得更加满意的相频特性,而不改变已设计好的幅频特性。因此,二者结合可以使系统获得更好的性能。基于这一设想,本文从以下四个方面展开工作,并取得一定创新性成果：①从Clegg积分器对系统相位的提前作用获得启发,提出了一种重置PID控制器的设计方法,并推导计算了它的描述函数。基于描述函数分析法,研究了重置律对基线控制器频率特性的影响,并得到了重置控制能够产生相位提前作用的近似条件。②为了消除重置律对系统幅频特性的影响,提出了增益补偿方案的应用,使系统相位裕度增加的同时,保持幅频特性不变,并利用回路成形的方法,通过实例对理论分析结果进行了验证。③针对延时环节引起系统相位滞后的问题,基于描述函数研究了重置控制方法的改善作用,并揭示了重置控制方法能够有效补偿延时环节的近似条件。④将重置PID控制器应用于硬盘驱动器伺服系统的磁道跟踪,配合窄带补偿器,实现了提高系统中频段抗干扰能力的目标,同时保证了系统良好的鲁棒稳定性。仿真分析结果充分表明,本文提出的重置PID控制在克服线性控制系统设计中遇到的Bode幅值——相位约束关系方面有显著的效果,它能够在相互矛盾的性能指标之间建立一种较好的平衡关系。