[发明专利]可分级的快速PID整定方法和装置

权利要求书

1.一种可分级的快速PID整定方法，其特征是：包括三种分级的PID整定方案，快速整定、标准整定和精确整定，包括如下细节：

(1)在快速整定方案下，整定装置在过程变量(PV)趋近于设定值(SP)的过程中完成PID参数的计算；

(2)在标准整定方案下，整定装置以两个特定的功率使PV值在同一值域内上升两次，从而得到两个特定PV上升速率，通过这两个速率完成PID参数的计算；

(3)在精确整定方案下，整定装置调整输出功率，使PV稳定在一个确定的区间，最后通过阶跃激励测试，完成PID参数的计算。

2.根据权利要求1所述的一种可分级的快速PID整定方法，其特征是：该整定方法具有三种分级的PID整定方案，整定装置根据整定开始阶段的设定，运行对应的整定方案来计算出PID控制器的参数。

3.根据权利要求1所述的一种可分级的快速PID整定方法，其特征是：所述的快速整定方案在PV趋近于SP的过程中，计算出被控系统的延时Delay，并根据输入的经验PV极限值，计算出PID控制器的参数，完成整定；其中，Delay是指给被控系统施加最大激励开始，到PV值有变化时为止的这段时间间隔。

4.根据权利要求1所述的一种可分级的快速PID整定方法，其特征是：所述的标准整定方案中，整定装置分别以U1和U2的功率使PV值上升时两次穿越PV＝L_factor*SP和PV＝U_factor*SP之间的区域，并计算出两次穿越的斜率K₂和K₂，根据K₃和K₂的值计算出PID控制器的参数，完成整定；其中，U1-U2＞20％，U2＞＝50％；L_factor和U_factor是PV值穿越的区域系数，满足(U_factor-L_factor)*SP大于噪声平均值的4倍。

5.根据权利要求1所述的一种可分级的快速PID整定方法，其特征是：所述的精确整定方案中，整定装置调整输出功率，使PV值稳定在L_limit*SP和U_limit*SP之间，并通过阶跃激励测试，计算出PID控制器的参数；其中，L_limit和U_limit表示如果PV稳定在[L_limit*SP，U_limit*SP]之间，则这个稳定点是可接受的，它们满足关系式0.6＜＝L_limit＜U_limit＜＝1.1，U_limit-L_limit＞0.1。

6.一种快速可分级的快速PID整定装置，其特征是：包括检测模块，整定模块和输出模块三个模块；检测模块采样被控设备的被控参数，整定模块实施本发明的整定方法，输出模块将整定模块的输出变量转换为被控设备的激励模块的输入参数。

7.根据权利要求6所述的一种可分级的快速PID整定装置，其特征是：对于不同类型的控制设备，检测模块和输出模块是可配置。