[發明專利]一種基于傳統PID控制器附加二次比例系數的自適應參數整定方法

在審

• 申請號: 201811367629.4
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN109298631A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 崔冠冠;戴敬超;龍小軍;黃科科;周正;歐璐
• 申請（專利權）人: 楚天智能機器人（長沙）有限公司
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42;G05B23/02
• 代理公司: 北京旭路知識產權代理有限公司 11567
• 代理人: 王瑩

1.一種基于傳統PID控制器附加二次比例系數的自適應參數整定方法，其特征在于，所述整定方法包括如下步驟：

S1:先使用臨界比例法，將PID控制器作為純比例控制器，在輸入端加入階躍響應，在實際調試的過程中，在輸入端加入一個輸入偏差來觀察擾動，并且采集系統誤差，調整比例系數Kp的數值來使整個系統對階躍輸入的響應達到臨界狀態，而這個臨界狀態需要同時滿足如下兩個條件(1)-(2)：

條件(1)：系統響應的超調量σ盡量的小，滿足系統的誤差要求；

σ＝(Y(t_m)-Y(∞))/Y(∞)*100％

Y(t_m)為系統響應最大偏離值；Y(∞)為系統穩定時的響應值；

條件(2)：設置調節時間t_s到達并保持在終值±5％內所需最短時間，使得系統響應的調節能力能夠矯正系統偏差；

S2:加入微分系數，在對數據進行分析的基礎上應用湊試法，進一步縮小超調量，最終能夠確定微分系數Kd的大致范圍，在此基礎上，經過反復調試會得到一個較為合理的值，此時就是所述二次比例系數的加入時機；

S3：設置傳統PID控制器控制參數中的比例系數Kp相應于系統誤差的關系為二次型函數，此時比例系數Kp即為所述的二次比例系數，隨著系統誤差的增大，Kp做出二次的變化，其滿足以下公式：

其中，Kp₀為比例系數Kp的基礎值，其在調試之前已經確定好，e為系統誤差，K為二次系數，在Kp₀已確定的情況下，為使得公式右邊兩項對Kp具備同等權重，設置Kp₀與K*e²的數量級相等，故K的數量級可通過e(t)的數量級確定K，K取值為K≤9，采用湊試法，輸入e(t)以檢測系統的運行偏差范圍，取范圍最小時K的值；

S4：在整個PID整定過程中，系統的階躍輸入要保持恒定，當一組PID參數基本確定時，再改變系統輸入，針對響應的情況，對PID參數進行適當的微調。

2.根據權利要求1所述的整定方法，其特征在于：設置所述PID控制器具體為PD控制器。

3.根據權利要求1所述的整定方法，其特征在于：所述系統為AGV小車的位置或者角度的閉環控制系統。