[发明专利]基于模糊PID算法的电能表端子座温控方法及装置

权利要求书

1.一种基于模糊PID算法的电能表端子座温控方法，其特征在于，所述电能表端子座温控方法包括：

S10、采集每次采样时刻电能表端子座的实际温度；

S20、计算所述电能表端子座的实际温度与预设温度的偏差值和偏差值增量；

S30、模糊化处理所述偏差值和所述偏差值增量，确定PID参数与所述偏差值和所述偏差值增量的模糊关系，建立模糊规则表；

S40、根据模糊规则在线对所述PID参数进行修改，调整PWM控制参数；

S50、根据调整的所述PWM控制参数控制加热模块进行加热；

其中，所述S20步骤包括：计算第k次采样时刻所述电能表端子座的实际温度与所述预设温度的偏差值e(k)和偏差值增量Δe(k)；

其中，Δe(k)＝e(k)-e(k-1)；

所述S30步骤包括：

S31、模糊化处理所述偏差值e(k)和所述偏差值增量Δe(k)，变换到各自的论域范围；

S32、确定所述PID参数K_p、K_i、K_d与所述偏差值e(k)和所述偏差值增量Δe(k)之间的模糊关系，其中，K_p为比例系数、K_i积分系数、K_d微分系数；

S33、根据所述模糊关系建立K_p、K_i、K_d的模糊规则表；

所述S40步骤包括：

S41、根据模糊规则在线对所述PID参数进行修改，其中所述模糊规则包括：根据所述偏差值e(k)和所述偏差值e(k)大小和乘积，调整第k次采样时刻PID控制器的输出增量Δu(k)，所述输出增量Δu(k)计算公式为：

Δu(k)＝p×K_p×Δe(k)+i×K_i×e(k)+d×K_d×[Δe(k)-Δe(k-1)]，

其中，p、i、d分别为PID控制器的比例调整系数、积分调整系数、微分调整系数；

S42、根据所述输出增量Δu(k)调整PWM控制参数；

所述S41步骤包括：

设定第一偏差阈值E₁；

若|e(k)|≥E₁，则PID控制器按最大或者最小输出，此时p＝k₁，i＝0，d＝k′₁，k₁为PID调节器比例系数，0＜k′₁＜1，则

Δu(k)＝k₁×K_p×Δe(k)+k′₁×K_d×[Δe(k)-Δe(k-1)]；

若|e(k)|＜E₁，判断所述偏差值e(k)和所述偏差值增量Δe(k)的乘积以及所述偏差值e(k)的大小，调整第k次采样时刻PID控制器的输出增量Δu(k)；

所述“若|e(k)|＜E₁，判断所述偏差值e(k)和所述偏差值增量Δe(k)的乘积以及所述偏差值e(k)的大小，调整第k次采样时刻PID控制器的输出增量Δu(k)”步骤包括：

设定第二偏差阈值E₂，其中E₂＜E₁；

若e(k)×Δe(k)＞0且|e(k)|＜E₂，此时p＝i＝d＝1，则

Δu(k)＝K_p×Δe(k)+K_i×e(k)+K_d×[Δe(k)-Δe(k-1)]；

若e(k)×Δe(k)＞0且E₂≤|e(k)|＜E₁，此时p＝k₂，i＝d＝1，k₂为PID调节器比例放大倍数，则

Δu(k)＝k₂×K_p×Δe(k)+i×K_i×e(k)+d×K_d×[Δe(k)-Δe(k-1)]；

若e(k)＝0，或者e(k)×Δe(k)＜0且e(k)×Δe(k-1)＞0，则u(k)＝u(k-1)；

若e(k)×Δe(k)＜0、e(k)×Δe(k-1)＜0且E₂≤|e(k)|＜E₁，此时p＝k₃，i＝d＝0，k₃＞1，则Δu(k)＝k₃×K_p×Δe(k)；

若e(k)×Δe(k)＜0、e(k)×Δe(k-1)＜0且|e(k)|＜E₂，此时p＝k₄，i＝d＝0，0＜k₄＜1，则Δu(k)＝k₄×K_p×Δe(k)。