[发明专利]无迟延惯性过程的MCP-PID参数整定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种PID参数整定方法，尤其是涉及一种无迟延惯性过程的MCP-PID参数整定方法。

背景技术

PID控制器是世界上应用最广泛的工业控制器。PID控制器的发明可追溯至1939的美国专利，它是由英国的考伦德(Albert Callender)和斯蒂文森(Allan Stevnson)申报的。由于PID控制的可靠性、简单实用性，95％以上的工业控制回路依旧采用PID控制方式。

PID控制系统的性能主要取决于PID控制器参数的整定。因此，PID控制器的参数整定技术成为PID控制器实施成功的关键。1942年Tayor公司的J.G.Ziegler和N.B.Nichols提出的Ziegler--Nichols整定准则是最有影响力的PID控制器参数整定方法。不过，Ziegler--Nichols整定准则只针对有迟延的受控过程。对于无迟延的受控过程尚未出现有效的、公认的PID控制器参数整定通用方法。为此，很有必要开发一套适用于无迟延的受控过程PID控制器参数整定通用方法。

无迟延的受控过程中，无迟延的惯性过程是常见的一大类受控过程，本发明专门针对该类受控过程的PID控制器参数整定需求提出。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种无迟延惯性过程的MCP-PID参数整定方法，适用于无迟延惯性的受控过程，具有适用范围广、超调量小、稳定性强、鲁棒性高和振荡特性弱化等优点。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种无迟延惯性过程的MCP-PID参数整定方法，包括以下步骤：

1)识别当前无迟延惯性受控过程的类型，获得受控过程的模型参数，所述的受控过程包括单容过程、双容过程、三容过程和多容过程；

2)获得控制要求，并根据该要求选取PID类型，所述的PID类型包括P型、PI型和PID型；

3)建立无迟延惯性过程的MCP-PID参数整定计算表，结合步骤1)、2)获得的受控过程类型和PID类型，获取PID控制器参数计算公式，进行PID控制器参数的整定；

所述的无迟延惯性过程的MCP-PID参数整定计算表具体为：

其中，G_c(s)为PID控制器的传递函数表达式，G₀(s)为受控过程的传递函数表达式，K为受控过程的增益，T、T₁、T₂、T₃均为受控过程的惯性时间常数，为多容过程的特性等价模型的惯性时间常数，τ为多容过程的特性等价模型的迟延时间参数，K_p、T_i、T_d分别为PID控制器的比例系数、积分时间常数和微分时间常数。

所述的多容过程的特性等价模型为其中，和τ的等价换算公式为：

T^=T0tan(πn)(tan2(πn)+1)n-1]]>