[发明专利]串级调节系统的控制方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种串级调节系统的控制方法、装置、设备以及计算机可读存在介质，该方法包括预先设定串级调节系统中主调节器的初始第一输出量限值和副调节器的第二输出量限值；当副调节器根据当前导前量和主调节器的当前第一输出量比例积分微分运算获得的第二输出量达到第二输出量限值，则以当前第一输出量为第一输出量限值对主调节器的第一输出量限值进行闭锁；若随导前量的变化，根据导前量和第一输出量确定的第二输出量变化至第二输出量限值的范围内，则解除第一输出量限值的闭锁，设定第一输出量限值为初始第一输出量限值。本申请对串级调节系统中主副调节器出现的积分饱和现象存在很好的抑制作用，提升串级调节系统调节的灵敏度。

技术领域

本发明涉及PID调节技术领域，特别是涉及一种串级调节系统的控制方法、装置、设备以及计算机可读存储介质。

背景技术

PID调节器在火力发电、石油化工等工业生产过程中是最常用的控制调节器。DCS系统的PID调节器设置有输出指令高限参数、输出指令低限参数。当PID调节器的输出达到高限值或低限值时，PID调节器的积分功能均会自动分离、停止比例积分微分运算，所以针对单回路PID调节器只需正确设置输出指令高限参数(调节阀高限一般均设为100)、输出指令低限参数(调节阀低限一般均设为0)，单回路PID调节系统不存在抗积分饱和控制策略。

串级调节系统包含有主PID调节器和副PID调节器，具有能够更加快速地消除控制对象的惯性与延迟，在工业生产中蒸汽温度、汽包水位等大惯性系统控制中常采用串级调节。参照图1，图1为一种串级调节系统的控制逻辑示意图，在串级调节系统中主PID调节器控制系统被调量，副PID调节器控制导前过程量，主PID调节器的输出指令作为副PID调节器的设定值，副PID调节器的输出指令直接作用到执行机构。常规的串级调节系统中副PID调节器的低限值简化设为0、副PID调节器的高限值简化设为100、主PID调节器的低限值设为导前过程量的量程最小值(某一常数)、主PID调节器的高限值设为导前过程量的量程最大值(某一常数)。显然上述常规设计方法存在主PID调节器的积分饱和现象，当调节机构达到最大出力或者最小出力值时，主PID调节器输出几乎不会同步达到设定的低限或者高限常数，没有完备的抗积分饱和功能。

目前尽管存在公开的PID调节器抗积分饱和控制方法，但往往存在抗积分饱和控制策略复杂或者难以准确实现，未能真正有效地实现串级控制系统的防止积分饱和功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种串级调节系统的控制方法、装置、设备以及计算机可读存储介质，在一定程度上提升串级调节系统的灵敏度和调节精度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种串级调节系统的控制方法，包括：

预先设定串级调节系统中主调节器的初始第一输出量限值和副调节器的第二输出量限值；

当所述副调节器根据当前导前量和所述主调节器的当前第一输出量比例积分微分运算获得的第二输出量达到所述第二输出量限值，则以所述当前第一输出量为第一输出量限值对所述主调节器的第一输出量限值进行闭锁；

若随导前量的变化，根据所述导前量和所述第一输出量确定的所述第二输出量变化至所述第二输出量限值的范围内，则解除所述第一输出量限值的闭锁，设定所述第一输出量限值为所述初始第一输出量限值。

可选地，当所述副调节器根据当前导前量和所述主调节器的当前第一输出量比例积分微分运算获得的第二输出量达到所述第二输出量限值，则以所述当前第一输出量为第一输出量限值对所述主调节器的第一输出量限值进行闭锁，包括：

当所述第二输出量达到第二输出量上限值，则以所述当前第一输出量为第一输出量下限值，对第一输出量下限值进行闭锁；

当所述第二输出量达到第二输出量下限值，则以所述当前第一输出量为第一输出量上限值，对第一输出量上限值进行闭锁；