[發明專利]一種具有可選控制模板的PIDT控制技術及其方法

在審

• 申請號: 201210242902.7
• 申請日: 2012-07-15
• 公開（公告）號: CN102736514A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 杜飛明;何亨貴
• 申請（專利權）人: 杜飛明;湖南工業職業技術學院
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于智能控制領域或工業控制領域，特別涉及控制器、控制系統的控制技術及其控制方法。。

背景技術

在工程實際中，應用最為廣泛的調節器控制規律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調節。PID控制器以其結構簡單、穩定性好、工作可靠而成為工業控制的主要技術之一。

在一些復雜的精度高的控制系統中，PID控制效果可能還不是特別理想，比如存在調節時間與超調量之間的矛盾，調試較為困難等，人們不斷探索新的控制策略，如模糊控制（Fuzzy?Control）、神經元控制（Neuron?Control）等。由PID控制算法衍生而來的控制策略越來越多，如遺傳算法PID控制（Genetic?Algorithm?PID?Control）、模糊自適應PID控制（Fuzzy?Self-adjusting?PID?Control）、神經元PID控制（Neuron?PID?Control）、最優PID控制（Optimal?PID?Control）、非線性PID控制（Nonlinear?PID?Control）和魯棒PID控制（Robust?PID?Control）等。這些控制技術存在計算量大，應用復雜，對調試操作人員的要求高等缺陷，這可能是這些技術難于廣泛應用的主要原因。

發明內容

本發明所要解決的技術問題，是針對前述背景技術中的不足和缺陷，公開一種具有可選控制模板庫的PIDT控制技術、控制器及其方法，控制模板庫（Control?Template?Library）由基本控制模板（Basic?Template）和自建控制模板（Self-built?Template）組成。PIDT控制方案是在PID控制基礎上，增加可選模板控制部分，控制模板具有直接、直觀、簡單、且易于理解的特點，可簡化調試過程，提高控制系統的動態品質和響應性能，對于一些復雜系統的啟動過程，既可以用模板獨立控制，也可以采用PID和模板（T）聯合控制，采用模板獨立控制時，PID控制輸出一個常量uc。

為實現上述目標，所采用的技術方案是：

具有可選控制模板的PIDT控制器，由PID控制器和可選控制模板庫（Template?Library）組成，可選控制模板的PIDT控制器輸出包含PID輸出和模板（T，Template）輸出兩部分，包括比例（P）控制、積分（I）控制、微分（D）控制、模板（T）控制。

具有可選控制模板的PIDT控制器的控制律為：

?????上式中，e(t)為偏差信號，K_P為比例放大系數，T_I為積分時間常數，T_D為微分時間常數；K_I=K_P/T_I為積分系數，K_D=K_PT_D為微分系數；

u(t)?：表示具有可選控制模板的PIDT控制器的輸出信號；

u_pid(t)?：表示具有可選控制模板PIDT控制器的PID輸出部分；

u_template?：表示具有可選控制模板PIDT控制器的控制模板輸出；

N：表示系統在運行過程中，調用控制模板的次數；

T_n：表示第n次啟動控制模板的起始時間；

e(T_n)?：表示第n次啟動控制模板時刻的偏差大小；

sgn(e(T_n))?：確定模板控制量的正負極性；

：表示T_n時刻控制偏差e(T_n)情況下控制模板的強度系數，系數由的絕對值的大小所對應區域通過查表確定，決定控制模板所產生的附加控制量的強度大小；