[发明专利]一种抗饱和及抑制超调的控制方法及PI调节器

权利要求书

1.一种抗饱和及抑制超调的控制方法，其特征在于，包括：确定控制指令与反馈值之间的误差e(k)，通过调节系数A和B调整所述误差e(k)所处的分段区间大小，使用变速积分方法和遇限削弱方法协同调节或改变PI调节器的积分调节控制量，使得所述PI调节器的输出控制量抑制超调并抗积分饱和。

2.根据权利要求1所述的一种抗饱和及抑制超调的控制方法，其特征在于：所述变速积分方法通过设置变速积分系数f[e(k)]，用以改变积分项的累加速度与所述误差e(k)大小相适应，调节或改变所述PI调节器的积分调节控制量。

3.根据权利要求2所述的一种抗饱和及抑制超调的控制方法，其特征在于，所述变速积分方法包括以下步骤：

S101：判断是否|e(k)|≤B；

S102：当|e(k)|≤B时，则f[e(k)]＝1；当|e(k)|＞B时，判断是否|e(k)|≤A+B；

S103：当|e(k)|≤A+B时，则f[e(k)]＝(A+1+B-|e(k)|)/(A+1)；当|e(k)|＞A+B时，则f[e(k)]＝1/[((A+B)/|e(k)|)×(|e(k)|-B+1)]。

4.根据权利要求3所述的一种抗饱和及抑制超调的控制方法，其特征在于：A＞0，B＞1。

5.根据权利要求4所述的一种抗饱和及抑制超调的控制方法，其特征在于：所述控制方法还包括通过Kp×e(k)得出比例项。

6.根据权利要求5所述的一种抗饱和及抑制超调的控制方法，其特征在于：所述遇限削弱方法通过判断上一次PI输出控制量是否超过限幅值，当所述上一次PI输出控制量超过限幅值时，则积分累计符号相反的所述误差e(k)，以使所述PI调节器输出控制量抗积分饱和。

7.根据权利要求6所述的一种抗饱和及抑制超调的控制方法，其特征在于，所述遇限削弱方法包括以下步骤：

S201：判断是否U(k-1)≥Umax，当U(k-1)≥Umax时，执行步骤S202，当U(k-1)＜Umax时，执行步骤S203；

S202：判断是否e(k)＞0，当e(k)＞0时，β＝0，当e(k)≤0，β＝1；

S203：判断是否U(k-1)≤Umin，当U(k-1)≤Umin时，执行步骤S204，当U(k-1)＞Umin时，β＝1；

S204：判断是否e(k)＜0，当e(k)＜0时，β＝0，当e(k)≥0，β＝1。

8.根据权利要求7所述的一种抗饱和及抑制超调的控制方法，其特征在于，在S204之后，所述控制方法还包括以下步骤：

S301：通过Ki×f[e(k)]×e(k)×β得出当前积分项；

S302：通过所述比例项、所述当前积分项及上次积分项之和得出PI输出控制量U(k)，U(k)＝Kp*e(k)+Ki*f[e(k)]*e(k)*β+Ui(k-1)；

S303：更新上次积分项Ui(k-1)，上次积分项Ui(k-1)＝Ki*f[e(k)]*e(k)*β+Ui(k-1)。

9.根据权利要求8所述的一种抗饱和及抑制超调的控制方法，其特征在于：U(k-1)为所述上一次PI输出控制量；Umax为PI输出的上限值，Umin为PI输出的下限值；β为PI输出饱和系数，β用于控制所述变速积分方法中当前积分，以得出所述当前积分项。

10.一种采用如权利要求1-9任一项所述的一种抗饱和及抑制超调的控制方法的PI调节器。