[发明专利]基于步进叠加的闭环控制方法在审

专利信息
申请号: 202010395120.1 申请日: 2020-05-12
公开(公告)号: CN111459118A 公开(公告)日: 2020-07-28
发明(设计)人: 邹勇;吴志方 申请(专利权)人: 东方电气自动控制工程有限公司
主分类号: G05B19/418 分类号: G05B19/418
代理公司: 成都天嘉专利事务所(普通合伙) 51211 代理人: 毛光军
地址: 618099 四*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 基于 步进 叠加 闭环控制 方法
【说明书】:

发明公开了一种基于步进叠加的闭环控制方法,包括如下步骤: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;根据工艺需求确定M的死区DB;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;通过SV‑PV的正负控制执行机构的动作方向;设定运行时间函数Fxt;时序控制回路根据Fxt输出决定控制回路的执行与暂停;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。本发明采用的回路结构简单,由于其结构是基于实际的物理过程,因此具有易于理解,易于整定的特点。

技术领域

本发明涉及一种基于步进叠加的闭环控制方法,适用于大延时的非线性系统控制和常规PID控制参数不易整定的场合控制。

背景技术

为适应现代化的工业生产中日益庞大的自动化需求,不断出现一些较复杂的新设备或装置,这些设备或装置的本身所要求的被控制参数往往较多,响应也具有一定滞后性,多个这样的设备组合叠加,必须设置多个控制回路对该种设备进行控制,而由于控制回路的增加,导致复杂性,延时滞后性被进一步放大,不仅回路设计与调试难度随之增大,且有时控制回路之间会相互耦合,使得系统振荡发散,影响被控量的品质。

在现有技术中,常使用PID方式进行闭环控制,对于响应速度快,延时小的系统,用PID可以容易进行控制,但对于复杂系统,就需应用PID串级调试,三冲量调节等这类控制回路,虽然也能取得较好的控制品质,但是控制回路不易设计,需要设计人员首先对工艺要有深刻的理解,对每一影响变量进行分析,确认主因和扰动。且这种方法在工程试运行阶段,往往也要花费大量时间进行回路优化与参数整定。于是一种要求结构简单,易于设计,参数物理意义明确,并具有一定适应性的控制回路的需求就凸显出来。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题,提供一种基于步进叠加的闭环控制方法。本发明立足于闭环控制,采用设定值与被调量求差后通过自适应函数,周期的比较其函数值的变化情况,从而决定执行机构的动作速率与幅值,使被调量逼近设定值,最终实现闭环控制。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:

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。

所述步骤S2中,当M小于DB时认为PV等于SV,系统为无差。

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。

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。

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