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对一类运动控制系统进行了机理建模和辨识，针对辨识中存在的输入激励不够的问题，提出一种有效的开关机制予以解决，这种带开关机制的辨识为控制器的设计提供了准确的信息；并基于极点配置和零极点相消的原理，提出一种自整定的PID控制器。这种基于开关机制的自整定PID控制器在实际的三轴雕铣床上进行了验证和应用。实验结果表明，这种控制器在改善系统动态性能和跟踪性能的同时提高了工作效率。