[发明专利]一种具有可选控制模板的PIDT控制技术及其方法

说明书

技术领域

本发明属于智能控制领域或工业控制领域，特别涉及控制器、控制系统的控制技术及其控制方法。。

背景技术

在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器以其结构简单、稳定性好、工作可靠而成为工业控制的主要技术之一。

在一些复杂的精度高的控制系统中，PID控制效果可能还不是特别理想，比如存在调节时间与超调量之间的矛盾，调试较为困难等，人们不断探索新的控制策略，如模糊控制（Fuzzy Control）、神经元控制（Neuron Control）等。由PID控制算法衍生而来的控制策略越来越多，如遗传算法PID控制（Genetic Algorithm PID Control）、模糊自适应PID控制（Fuzzy Self-adjusting PID Control）、神经元PID控制（Neuron PID Control）、最优PID控制（Optimal PID Control）、非线性PID控制（Nonlinear PID Control）和鲁棒PID控制（Robust PID Control）等。这些控制技术存在计算量大，应用复杂，对调试操作人员的要求高等缺陷，这可能是这些技术难于广泛应用的主要原因。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是针对前述背景技术中的不足和缺陷，公开一种具有可选控制模板库的PIDT控制技术、控制器及其方法，控制模板库（Control Template Library）由基本控制模板（Basic Template）和自建控制模板（Self-built Template）组成。PIDT控制方案是在PID控制基础上，增加可选模板控制部分，控制模板具有直接、直观、简单、且易于理解的特点，可简化调试过程，提高控制系统的动态品质和响应性能，对于一些复杂系统的启动过程，既可以用模板独立控制，也可以采用PID和模板（T）联合控制，采用模板独立控制时，PID控制输出一个常量uc。

为实现上述目标，所采用的技术方案是：

具有可选控制模板的PIDT控制器，由PID控制器和可选控制模板库（Template Library）组成，可选控制模板的PIDT控制器输出包含PID输出和模板（T，Template）输出两部分，包括比例（P）控制、积分（I）控制、微分（D）控制、模板（T）控制。

具有可选控制模板的PIDT控制器的控制律为：

     上式中，e(t)为偏差信号，K_P为比例放大系数，T_I为积分时间常数，T_D为微分时间常数；K_I=K_P/T_I为积分系数，K_D=K_PT_D为微分系数；

u(t) ：表示具有可选控制模板的PIDT控制器的输出信号；

u_pid(t) ：表示具有可选控制模板PIDT控制器的PID输出部分；

u_template ：表示具有可选控制模板PIDT控制器的控制模板输出；

N：表示系统在运行过程中，调用控制模板的次数；

T_n：表示第n次启动控制模板的起始时间；

e(T_n) ：表示第n次启动控制模板时刻的偏差大小；

sgn(e(T_n)) ：确定模板控制量的正负极性；

：表示T_n时刻控制偏差e(T_n)情况下控制模板的强度系数，系数由的绝对值的大小所对应区域通过查表确定，决定控制模板所产生的附加控制量的强度大小；