[发明专利]一种PID调节算法、PID调节器和PID调节系统

说明书

本申请提供一种PID调节算法和PID调节器和PID调节系统，PID调节算法应用于PID调节器中，用于依据PID增量式算法公式计算得到调节信号，PID增量式算法公式中用到的输入偏差量e^(k)满足公式：e^(k)＝e(k)‑e(k‑1)‑p*e(k)，其中，k为采样周期，p为收敛因子，de/dt＝p*e，且p<0。当采用该PID调节算法调节目标系统的输出量时，只需调试比例增益和收敛因子两个参数即可，在合理调试比例增益保证过程量不振荡的前提下，通过合理设置收敛因子p，可进一步提高过程量的控制响应性，使其更快达到目标值，并减少了超调量，相对于现有的算法控制效果，具有明显的改进。

技术领域

本发明涉PID调节技术领域，具体涉及一种PID调节算法和PID调节器和PID调节系统。

背景技术

PID控制广泛应用于工业过程控制中，其基本原理是按照偏差的比例、积分、微分的线性组合来进行控制的，PID控制可简单分为常规PID和智能PID两种，其中，常规PID控制存在比例增益、积分时间、微分时间较难确定的问题，针对于此，基于扩充临界比例带法应运而生，该方法根据不同的控制度，得到PID不同的整定参数，整定后得到只含有比例增益的简化了的增量式表达式，因此，现场调试中只需调整比例增益即可，降低了调试难度，但该方法对于大惯性过程量的调节响应控制速度较慢，抑制超调能力较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PID调节算法和PID调节器和PID调节系统，用于解决现有技术中PID调节算法对于大惯性过程量的调节响应控制速度较慢，抑制超调能力较差的问题。

一种PID调节算法，应用于PID调节器中，用于依据PID增量式算法公式计算得到调节信号，包括：

将第二输入偏差量e^{^}(k)代替所述PID增量式算法公式中的第一输入偏差量e(k)，所述第二输入偏差量e^{^}(k)＝e(k)-e(k-1)-p*e(k)，其中，所述k用于表示第k个采样周期，p为收敛因子，且p<0。

优选的，上述PID调节算法中，用于依据PID增量式算法公式计算得到调节信号，包括：

获取预设的给定值；

实时获取对目标系统输出量的实测值；

计算得到所述给定值与所述实测值之间的第一输入偏差量e(k)；

依据公式e^{^}(k)＝e(k)-e(k-1)-p*e(k)计算得到第二输入偏差量e^{^}(k)；

将所述第二输入偏差量e^{^}(k)代替第一输入偏差量e(k)代入PID增量式算法公式，依据所述PID增量式算法公式计算并输出调节信号。

优选的，上述PID调节算法中，依据所述PID增量式算法公式计算并输出调节信号，包括：

依据公式计算并输出调节信号u(k)。

一种PID调节器，用于依据PID增量式算法公式计算得到调节信号，所述PID调节器中的PID增量式算法公式中的第一输入偏差量e(k)被第二输入偏差量e^{^}(k)所代替，所述第二输入偏差量e^{^}(k)＝e(k)-e(k-1)-p*e(k)，其中，所述k用于表示第k个采样周期，p为收敛因子，且p<0。

优选的，上述PID调节器中，包括：

第一采集模块，用于获取预设的给定值；

第二采集模块，用于实时获取对目标系统输出量的实测值；