[发明专利]一种PID调节方法及PID调节器

说明书

本发明公开了一种PID调节方法及PID调节器，本发明一种PID调节算法通过比例、积分、微分三个环节的控制对执行机构的进行参数调节，调节后的参数通过传感器的反馈来重新调整执行机构的参数，最终达到设定的传感器的设定参数值的PID调节算法，本发明PID参数调节十分方便简单，可以大大的节省调整参数的时间，调整的时候不会出现稳态误差的问题，系统输出的响应速度变快，调节的精度也很高。

技术领域

本发明属于PID调节技术领域，具体涉及一种PID调节方法及PID调节器。

背景技术

PID控制即比例-积分-微分控制，它是建立在经典控制理论基础上的一种控制策略，在工业过程控制中应用最广泛，历史最悠久，生命力最强的控制方式，在目前的工业生产中，90％以上的控制系统都为PID控制系统。它采用了基于数学模型的方法，由于算法简单、鲁棒性好和可靠性高、控制效果良好，因此被广泛应用于工业控制过程，对于传统PID控制系统，在把其投入运行之前，必须先整定好三个参数：比例系数、积分系数、微分系数，以便得到最佳控制效果，如果控制系统参数整定不好，即使控制系统本身很先进，其控制效果也会很差。

但是现有的PID调节方法中比例环节、积分环节、微分环节的参数难以调整，系统输出响应慢、容易超调，存在稳态误差。

故此，现有的PID调节方法及PID调节器有待于进一步完善。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种通过比例、积分、微分三个环节的控制对执行机构的参数调节，调节后的参数通过传感器的反馈来重新调整执行机构的参数，最终达到设定的传感器的设定参数值的PID调节方法，本发明PID参数调节十分方便简单，可以大大的节省调整参数的时间，调整的时候不会出现稳态误差的问题，系统输出的响应速度变快，调节的精度也很高。

本发明另一个目的提供一种采用上述PID调节方法的PID调节器

就PID调节方法而言，为了达到上述目的，本发明采用以下方案：

一种PID调节方法，应用于PID执行机构中，其特征在于：用于依据PID增量式算法公式计算得到当前的输出值，包括：

A、通过比例环节控制对执行机构的参数调节，通过比例调节常数Kp调节输出参数U(t）的响应速度，比例环节调节参数=kp*err(t)，其中Kp为比例调节常数，err(t) 为当前的误差值；

B、通过积分环节控制对执行机构的参数调节，通过加上上一次的输出值U(t-1)与kp*err(t)相加来对误差进行累计；

C、通过微分环节控制对执行机构的参数调节，通过微分调节常数Kd调节反馈的当前值pv的变化率，通过sp/pv或者pv/sp的比值调节积分环节，微分环节调节参数=kd*(pv/sp)*(err(t)-err(t-1))或者kd*( sp/pv))*(err(t)-err(t-1))，其中err(t-1)为上一次的误差值；

D、将调节后的比例环节参数、积分环节参数、微分环节参数通过传感器的反馈来重新调整执行机构的参数，最终达到传感器的设定参数值，获得一个稳定的动态平衡系统。

作为本发明PID调节方法的另一种改进，依据PID增量式算法公式计算得到当前的输出值，包括：当pvsp时，U(t）=U(t-1)+kp*err(t)+kd*(pv/sp)*(err(t)-err(t-1))，当sppv时，U(t）=U(t-1)+kp*err(t)+kd*(sp/pv)*(err(t)-err(t-1))，计算当前的输出值，其中kp，sp，pv不等于0。

一种PID调节方法，应用于PID执行机构中，其特征在于：用于依据PID位置式算法公式计算得到当前的输出值，包括：