[發(fā)明專利]PID控制系統(tǒng)抗積分飽和及抑制超調(diào)的智能積分方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410529586.0
• 申請(qǐng)日: 2014-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN104252135A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳永會(huì);譚功全
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川理工學(xué)院
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 錢成岑

1.PID控制系統(tǒng)抗積分飽和及抑制超調(diào)的智能積分方法，其特征在于，包括下列步驟：

步驟一：根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)定輸入值r(t)和系統(tǒng)的輸出值y(t)計(jì)算偏差信號(hào)值e(t)；

步驟二：判斷被控對(duì)象真實(shí)輸入信號(hào)是否存在測(cè)量值v(t)；

當(dāng)被控對(duì)象真實(shí)輸入信號(hào)存在測(cè)量值v(t)時(shí)，依據(jù)控制器輸出的控制信號(hào)u(t)和被控對(duì)象真實(shí)輸入值v(t)計(jì)算執(zhí)行器超限信號(hào)x(t)，進(jìn)入步驟三，當(dāng)被控對(duì)象真實(shí)輸入信號(hào)不存在測(cè)量值v(t)時(shí)，設(shè)置執(zhí)行器限制值，進(jìn)入步驟三；

步驟三：對(duì)積分的偏差信號(hào)，設(shè)置抗積分飽和參數(shù)α，以便消除因執(zhí)行器超限而引發(fā)的系統(tǒng)振蕩；

步驟四：對(duì)積分的偏差信號(hào)，設(shè)置抑制超調(diào)參數(shù)β，以便抑制由積分作用引起的系統(tǒng)階躍響應(yīng)超調(diào)；

步驟五：對(duì)積分運(yùn)算部分，設(shè)置積分作用限制值，在前述對(duì)偏差信號(hào)修正后運(yùn)算的積分作用超限時(shí)，禁止積分值超限。

2.如權(quán)利要求1所述的PID控制系統(tǒng)抗積分飽和及抑制超調(diào)的智能積分方法，其特征在于，步驟二中，被控對(duì)象真實(shí)輸入信號(hào)不存在測(cè)量值v(t)時(shí)，執(zhí)行器超限信號(hào)x(t)由下式確定：

其中，為當(dāng)前時(shí)刻控制信號(hào)值，為當(dāng)前時(shí)刻限幅后的控制信號(hào)值，為執(zhí)行器超限信號(hào)，和分別為所設(shè)置的執(zhí)行器的上、下限制值。

3.如權(quán)利要求1所述的PID控制系統(tǒng)抗積分飽和及抑制超調(diào)的智能積分方法，其特征在于，所述的消除執(zhí)行器超限引發(fā)的系統(tǒng)振蕩，對(duì)積分的偏差信號(hào)由偏差信號(hào)修正得到，抗飽和修正系數(shù)由下式確定：

,?

其中，x(t)為執(zhí)行器超限值，f(??)為抗積分飽和修正系數(shù)，α為抗積分飽和參數(shù)。

4.如權(quán)利要求1所述的PID控制系統(tǒng)抗積分飽和及抑制超調(diào)的智能積分方法，其特征在于，所述的消除執(zhí)行器超限引發(fā)的系統(tǒng)振蕩，對(duì)積分的偏差信號(hào)由偏差信號(hào)修正得到，抗飽和修正系數(shù)由下式確定：

，

其中，x(t)為執(zhí)行器超限值，f(??)為抗積分飽和修正系數(shù)，α為抗積分飽和參數(shù)。

5.如權(quán)利要求3或4所述的PID控制系統(tǒng)抗積分飽和及抑制超調(diào)的智能積分方法，其特征在于，抗積分飽和修正系數(shù)的取值范圍為數(shù)值區(qū)間[0,1]，抗積分飽和修正系數(shù)隨x(t)絕對(duì)值的增大而減小，并且。

6.如權(quán)利要求1所述的PID控制系統(tǒng)抗積分飽和及抑制超調(diào)的智能積分方法，其特征在于，所述的抑制由積分引起的系統(tǒng)階躍響應(yīng)超調(diào)，對(duì)積分的偏差信號(hào)由偏差信號(hào)修正得到，修正系數(shù)由下式確定：

，

其中，e(t)為偏差信號(hào)值，g(??)為抑制超調(diào)修正系數(shù)，β為抑制超調(diào)參數(shù)。

7.如權(quán)利要求1所述的PID控制系統(tǒng)抗積分飽和及抑制超調(diào)的智能積分方法，其特征在于，所述的抑制由積分引起的系統(tǒng)階躍響應(yīng)超調(diào)，對(duì)積分的偏差信號(hào)由偏差信號(hào)修正得到，修正系數(shù)由下式確定：

，

其中，e(t)為偏差信號(hào)值，g(??)為抑制超調(diào)修正系數(shù)，β為抑制超調(diào)參數(shù)。

8.如權(quán)利要求6或7所述的PID控制系統(tǒng)抗積分飽和及抑制超調(diào)的智能積分方法，其特征在于，抑制超調(diào)修正系數(shù)的取值范圍為數(shù)值區(qū)間[0,1]，修正系數(shù)隨e(t)的絕對(duì)值的增大而減小，并且。