[发明专利]一种喷雾干燥塔进风温度内模PID控制方法、装置和设备

权利要求书

1.一种喷雾干燥塔进风温度内模PID控制方法，其特征在于，包括:

获取喷雾干燥塔的进风温度偏差；

将所述进风温度偏差输入内模PID控制器进行运算后得到输出结果，以根据所述输出结果对所述喷雾干燥塔的进风温度进行调节，提高控制精度；其中，所述内模PID控制器通过将内模控制器与常规PID控制器相融合获得，所述内模控制器进行预先设计；

将内模控制系统中的内环反馈环节传递函数与常规PID传递函数等效，则：

其中，所述G_c(s)为内环反馈环节传递函数，所述G_IMC(s)为滤波器F(s)的输出值，是内模控制器，所述为被控对象模型，所述G_PID(s)为常规PID传递函数，所述和所述为被控对象模型的分解项，所述是一个全通滤波器传递函数，所述F(s)为滤波器；

由于G_PID(s)存在积分环节，将其表示为：

得到，

根据泰勒级数展开上式，得到：

式中，K＝f′(0),

令得到：

进而得到：

由以上各式可得内模PID控制器的控制系数：增益系数K_P、积分时间T_I和微分时间T_d，γ为对象模型的相对阶次且γ0，T_f为低通滤波器的参数。

2.根据权利要求1所述的喷雾干燥塔进风温度内模PID控制方法，其特征在于，所述内模控制器的设计过程具体包括：

将所述被控对象模型分解为两项和有：

其中：对任一角频率ω，有

引入滤波器F(s)，得到：

其中，γ为对象模型的相对阶次且γ0，T_f为低通滤波器的参数。

3.根据权利要求1所述的喷雾干燥塔进风温度内模PID控制方法，其特征在于，所述常规PID控制器的传递函数为：

其中，K_P、T_I、T_d分别为常规PID控制器的比例系数、积分系数和微分系数。

4.根据权利要求1所述的喷雾干燥塔进风温度内模PID控制方法，其特征在于，所述内模PID控制器通过将内模控制器与常规PID控制器相融合获得，还包括对所述内模PID控制器进行参数整定，步骤如下：

对被控对象进行低阶模型等效；

对等效模型进行分解；

求出和在s＝0处的各阶次导数；

选取滤波器常数T_f，并求解D(s)在s＝0处的各阶导数；

求得f(s)在s＝0处的各阶导数；

求出内模PID控制器参数。

5.根据权利要求4所述的喷雾干燥塔进风温度内模PID控制方法，其特征在于，对所述内模PID控制器进行参数整定，具体包括：

获取被控对象的近似一阶惯性加纯滞后传递函数：

根据内模PID参数整定方法分解上式得到：

取滤波器参数γ＝1，得到：

D(0)＝T_f+τ

进而得到，

经过化简，可以得到内模PID控制器的参数为：