[發明專利]一種PID調節方法、系統和存儲裝置

有效

• 申請號: 201811142215.1
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN108983598B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 杜堯
• 申請（專利權）人: 昂納科技（深圳）集團股份有限公司
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 深圳市道臻知識產權代理有限公司 44360
• 代理人: 陳琳

本發明涉及PID算法領域，具體涉及一種PID調節方法、系統和存儲裝置。所述PID調節方法的步驟包括：獲取輸入變量的微分結果；將微分結果、誤差和當前積分及進行累加以獲取積分和，并獲所述取積分和的積分結果，以作為PID輸出結果。所述PID調節處理單元包括：輸入端口，微分算法模塊，對輸入端的輸入變量進行微分算法以獲取微分結果，積分算法模塊，對微分結果、輸入端的誤差及當前積分和進行累加以獲取積分和，再對積分和進行積分算法以獲取積分結果；輸出端口。本發明不需要太大的微分系數，通過累積效應，使得微分效果更明顯，從而達到快速調節的目的，解決在傳統PID算法的基礎上使用微分項，容易造成系統不穩定的問題。

技術領域

本發明涉及PID算法領域，具體涉及一種PID調節方法、系統和存儲裝置。

背景技術

當今的閉環自動控制技術都是基于反饋的概念以減少不確定性。反饋理論的要素包括三個部分：測量、比較和執行。測量關鍵的是被控變量的實際值，與期望值相比較，用這個偏差來糾正系統的響應，執行調節控制。PID控制的基礎是比例控制；積分控制可消除穩態誤差，但可能增加超調；微分控制可加快大慣性系統響應速度以及減弱超調趨勢。

其中，微分部分通常用來加快系統調節速度，但是，微分又常常引起系統的不穩定。

具體是，在PID控制中，微分是對輸入量進行微分計算，然后加入系統控制，增加微分系數，可以加快系統調節速度；由于輸入量在小幅變化和大幅變化時在系統中的作用表現是不同的，在相同的微分系數條件下，輸入量大幅變化時容易使得系統過調，造成系統不穩定，最差的情況就是引起系統震蕩。

如何解決在傳統PID算法的基礎上使用微分項，容易造成系統不穩定的問題，是本領域技術人員一直重點研究的。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種PID調節方法、系統和存儲裝置，解決在傳統PID算法的基礎上使用微分項，容易造成系統不穩定的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種PID調節方法，所述PID調節方法的步驟包括：獲取輸入變量的微分結果；將微分結果、誤差和當前積分及進行累加以獲取積分和，并獲所述取積分和的積分結果，以作為PID輸出結果。

其中，較佳方案是：所述輸入變量為當前輸入值和上次輸入值的差值。

其中，較佳方案是：所述誤差為目標值與當前值的差值。

其中，較佳方案是，所述PID調節方法的步驟還包括：設置積分系數和微分系數；將輸入變量與微分系數的乘積作為微分結果；將積分和與積分系數的乘積作為積分結果。

其中，較佳方案是，所述PID調節方法的步驟包括：獲取輸入變量的微分結果；獲取誤差的比例結果；將微分結果、誤差和當前積分及進行累加以獲取積分和，并獲所述取積分和的積分結果；將積分結果和比例結果累加，以作為PID輸出結果。

其中，較佳方案是，所述PID調節方法的步驟還包括：設置比例系數；將誤差與比例系數的乘積作為比例結果。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種PID調節系統，所述PID調節系統包括輸入端、PID調節處理單元、執行模塊，所述PID調節處理單元包括：輸入端口，與輸入端連接；微分算法模塊，與輸入端口連接，并對輸入端的輸入變量進行微分算法以獲取微分結果；積分算法模塊，分別與微分算法模塊和輸入端口連接，并對微分結果、輸入端的誤差及當前積分和進行累加以獲取積分和，再對積分和進行積分算法以獲取積分結果；輸出端口，分別與積分算法模塊和執行模塊連接，將積分結果輸出至執行模塊中以作為PID輸出結果。

其中，較佳方案是：所述PID調節處理單元包括設置在輸入端口和輸出端口之間的比例算法模塊，所述比例算法模塊對輸入端的誤差進行比例算法以獲取比例結果；以及，所述輸出端口先將積分結果和比例結果累加，再輸出至執行模塊中以作為PID輸出結果。