[發明專利]一種PID控制方法、裝置、設備及系統

在審

• 申請號: 201810425817.1
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN108628159A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 高健;劉亞超;鐘永彬;張金迪;張攬宇;陳新;陳云;賀云波
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本申請公開了一種PID控制方法，包括：對被控對象的輸入信號和輸出信號作差以獲取誤差信號；判斷誤差信號是否大于預設誤差閾值；若是，則采用帶有積分調節的第一PID控制算法計算第一PID控制量以便作為總控制量；若否，則采用取消積分調節的第二PID控制算法計算第二PID控制量，采用預設補償算法計算補償控制量，將第二PID控制量與補償控制量的和作為總控制量；將總控制量輸出至被控對象，以便對被控對象的輸出信號進行調節。本申請所提供的PID控制方法調節速度快、控制精度高，具有較好的控制性能。本申請還公開了一種PID控制裝置、設備、系統及計算機可讀存儲介質，同樣具有上述有益效果。

技術領域

本申請涉及自動控制技術領域，特別涉及一種PID控制方法、裝置、設備、系統及計算機可讀存儲介質。

背景技術

PID控制具有結構簡單、穩定性好、工作可靠等優點，目前仍是工業過程控制中最常用的控制方法。

經典PID控制方法中同時包含了比例調節、積分調節和微分調節。由于積分調節經常會造成超調或振蕩的問題，所以現有技術中出現了積分分離式PID控制方法。其主要原理是，在誤差較大時不投入積分調節，以避免控制量因誤差累積而過大；而在誤差較小時投入積分調節，以便利用積分調節的優勢實現無靜差控制。但是，該方法由于在調節前期即誤差較大時取消了積分調節的作用，因而降低了系統的調節速度。

可見，采用何種PID控制方法，以便在減少超調和振蕩并實現無差控制的同時有效提高調節速度，是本領域技術人員所亟待解決的技術問題。

發明內容

本申請的目的在于提供一種PID控制方法、裝置、設備、系統及計算機可讀存儲介質，以便在減少超調和振蕩并實現無差控制的同時有效提高調節速度。

為解決上述技術問題，本申請提供一種PID控制方法，包括：

對被控對象的輸入信號和輸出信號作差以獲取誤差信號；

判斷所述誤差信號是否大于預設誤差閾值；

若是，則采用帶有積分調節的第一PID控制算法計算第一PID控制量以便作為總控制量；

若否，則采用取消積分調節的第二PID控制算法計算第二PID控制量，采用預設補償算法計算補償控制量，將所述第二PID控制量與所述補償控制量的和作為所述總控制量；

將所述總控制量輸出至所述被控對象，以便對所述被控對象的所述輸出信號進行調節。

可選地，所述預設誤差閾值為e_f＝k₁r(t)；

其中，e_f為所述預設誤差閾值；k₁為預設誤差閾值系數；r(t)為所述輸入信號。

可選地，所述預設誤差閾值系數k₁∈[0,0.2]。

可選地，所述采用預設補償算法計算補償控制量包括：

根據u_b＝k₂u₀計算所述補償控制量；

其中，u_b為所述補償控制量；k₂為預設補償系數；u₀為對應于所述被控對象的預設基礎補償量。

可選地，所述被控對象的傳遞函數為

其中，b₀為分子常數項；b為分母常數項；a為分母一次項系數；

所述預設基礎補償量為u₀＝b/b₀。

可選地，所述第一PID控制算法和所述第二PID控制算法均為參數自整定PID控制算法。