[发明专利]基于步进叠加的闭环控制方法

权利要求书

1.一种基于步进叠加的闭环控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：计算设定值与过程量的差值，即设定值SV-过程量PV，其绝对值为丨SV-PV丨，记做M；

步骤S2：根据工艺需求确定M的死区DB；

步骤S3：M与PV进入一个函数Fx，函数输出记做动作速率N，用于表征为消除偏差M，执行机构将以N为调整速率；

步骤S4：通过SV-PV的正负控制执行机构的动作方向；

步骤S5：设定运行时间函数Fxt，用于确定主回路的运行周期T，以及划分系统调整时间和系统等待响应时间；

步骤S6：时序控制回路根据Fxt输出决定控制回路的执行与暂停；

步骤S7：一个周期执行完成后生成新的M值，重新进入函数Fx进行运算，直到SV与PV之差小于DB时，完成闭环控制。

2.根据权利要求1所述的基于步进叠加的闭环控制方法，其特征在于：所述步骤S2中，当M小于DB时认为PV等于SV，系统为无差。

3.根据权利要求2所述的基于步进叠加的闭环控制方法，其特征在于：所述步骤S3中，M值越大表示PV与SV偏离越大，相应的执行机构动作速率也就大，当相同动作幅值在不同工况下引起的PV变化值差异很大时，用PV值表征当前工况，PV与M共同通过一个Fx函数用于表征这种关系，Fx的输出即为N。

4.根据权利要求3所述的基于步进叠加的闭环控制方法，其特征在于：所述步骤S4中，确认执行机构输出的增大会引起过程量增大还是减小，确认调整方向。

5.根据权利要求4所述的基于步进叠加的闭环控制方法，其特征在于：所述步骤S6中，一旦PV与SV有差，时序回路开始运算，首先将控制系统每一次动作的一个周期时间T分解为两部分t1+t2，其中t1为系统调整时间，t2为系统等待响应时间，在t1时间内，由于SV与PV存在偏差，使得N≠0，执行器将以N的速率增大或减小，当t1时间耗尽时，执行机构的变化量为N×t1，当进入t2时间段时，系统输出保持不变，执行机构保持当前值直到t2耗尽，然后进入下一周期的t1，如此循环。

6.根据权利要求5所述的基于步进叠加的闭环控制方法，其特征在于：所述步骤S6中，在t1时间内，时序回路输出为‘1’，控制回路执行运算，当t1时间耗尽，时序回路输出为‘0’，控制回路保持当前输出，维持t2时间；t2时间结束后，进入下一个周期的t1，如此循环。

7.根据权利要求6所述的基于步进叠加的闭环控制方法，其特征在于：所述步骤S7中，新的M通过计算得到新的N，重新驱动执行机构动作，如此循环往复，直到M小于DB。

8.根据权利要求7所述的基于步进叠加的闭环控制方法，其特征在于：所述步骤S7中，M值经过死区判断，形成时序控制回路的执行开关，时序控制回路接收到SV与PV有差的信号后，根据t1与t2，周期性的驱动主控回路执行运算，使得在每个运算周期T内，PV不断接近SV，直到SV与PV之差小于DB，此时认为已无差，序控制回路暂停工作，主控回路稳定在当前输出位置，完成闭环控制。

9.根据权利要求8所述的基于步进叠加的闭环控制方法，其特征在于：所述步骤S7中，当M小于DB时，根据工艺需求，此时认为过程量已调整到位，时序控制回路将强制当前SV等于PV，保持住指令输出，使得执行机构不再动作，直到SV与PV重新产生偏差，重复上述步骤进行闭环控制。