[发明专利]定量整定鲁棒性的智能比例积分微分控制方法

摘要

一种定量整定鲁棒性的智能比例积分微分控制方法，在工控系统辨识出控制对象模型的基础上，用户根据实际工业现场的情况对控制对象的模型误差情况做出大致判断，通过模型判断器设定相应的模型误差值，然后监控模块自动执行事先编制好的智能PID控制程序，估算最佳控制器参数以及计算PID控制器参数并得到控制信号，从而实现对系统鲁棒性的定量整定，使系统的标称性能和鲁棒性以最佳的方式达到折中。用户还可通过在线调节模型判断器来调节控制效果，获得要求的标称性能和鲁棒性。本发明具有智能性的特点，在不重新设计控制器的情况下，能达到更好的系统性能，操作简便直观，控制快速平稳，而且对大纯滞后对象能同样实施有效控制。

主权项

1、一种定量整定鲁棒性的智能比例积分微分控制方法，其特征在于在工控系统开环辨识出控制对象模型的基础上，进入控制过程，包括如下具体步骤：1)在控制面板上事先以旋钮形式设置一个模型判断器，整定时先根据实际工况对控制对象的模型误差情况做出大致判断，并通过模型判断器设定相应的模型误差值，由工控机将该数据送到存储单元RAM中；2)由监控模块执行事先编制好的智能PID控制程序：先对控制对象采样滤波，经模拟量输入通道传输信号，将信号接入检测变送装置，再经A/D转换后得到数字量输入信号，判断该信号极性并据此计算误差信号；3)然后判断模型误差值是否改变，如果“是”，执行以下运算：①读取存储单元RAM中的被控对象模型参数和模型误差值，根据经验公式估算出相应的最佳控制器参数λ，λ＝(αΔm+β)θ，其中，α≈4，β≈0.4，Δm为对象模型误差值，θ为纯滞后时间；②读取最佳控制器参数λ，按照MacPID控制器设计方法，计算理想PID控制器参数，并进一步计算离散域PID控制算式的系数值；如果“否”，直接读取前一时刻的离散域PID控制算式的系数值；4)按照离散域PID控制算式计算控制信号增量Δu(n)的值，与前一时刻的控制信号u(n-1)通过加法器进行加法运算就得到当前时刻的输出控制信号u(n)；5)对u(n)进行限幅，防止积分饱和，由D/A转换后输出至执行器，由执行器作用到被控对象，使被控对象运行在给定的范围内，同时显示现时的状态等参数，原始数据系列向前滚动一个单元，如此周而复始实现控制。