[發明專利]一種噴霧干燥塔進風溫度內模PID控制方法、裝置和設備

有效

• 申請號: 201910219159.5
• 申請日: 2019-03-21
• 公開（公告）號: CN109917640B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 劉美俊
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 楊玉芳

1.一種噴霧干燥塔進風溫度內模PID控制方法，其特征在于，包括:

獲取噴霧干燥塔的進風溫度偏差；

將所述進風溫度偏差輸入內模PID控制器進行運算后得到輸出結果，以根據所述輸出結果對所述噴霧干燥塔的進風溫度進行調節，提高控制精度；其中，所述內模PID控制器通過將內模控制器與常規PID控制器相融合獲得，所述內模控制器進行預先設計；

將內模控制系統中的內環反饋環節傳遞函數與常規PID傳遞函數等效，則：

其中，所述G_c(s)為內環反饋環節傳遞函數，所述G_IMC(s)為濾波器F(s)的輸出值，是內模控制器，所述為被控對象模型，所述G_PID(s)為常規PID傳遞函數，所述和所述為被控對象模型的分解項，所述是一個全通濾波器傳遞函數，所述F(s)為濾波器；

由于G_PID(s)存在積分環節，將其表示為：

得到，

根據泰勒級數展開上式，得到：

式中，K＝f′(0),

令得到：

進而得到：

由以上各式可得內模PID控制器的控制系數：增益系數K_P、積分時間T_I和微分時間T_d，γ為對象模型的相對階次且γ0，T_f為低通濾波器的參數。

2.根據權利要求1所述的噴霧干燥塔進風溫度內模PID控制方法，其特征在于，所述內模控制器的設計過程具體包括：

將所述被控對象模型分解為兩項和有：

其中：對任一角頻率ω，有

引入濾波器F(s)，得到：

其中，γ為對象模型的相對階次且γ0，T_f為低通濾波器的參數。

3.根據權利要求1所述的噴霧干燥塔進風溫度內模PID控制方法，其特征在于，所述常規PID控制器的傳遞函數為：

其中，K_P、T_I、T_d分別為常規PID控制器的比例系數、積分系數和微分系數。

4.根據權利要求1所述的噴霧干燥塔進風溫度內模PID控制方法，其特征在于，所述內模PID控制器通過將內模控制器與常規PID控制器相融合獲得，還包括對所述內模PID控制器進行參數整定，步驟如下：

對被控對象進行低階模型等效；

對等效模型進行分解；

求出和在s＝0處的各階次導數；

選取濾波器常數T_f，并求解D(s)在s＝0處的各階導數；

求得f(s)在s＝0處的各階導數；

求出內模PID控制器參數。

5.根據權利要求4所述的噴霧干燥塔進風溫度內模PID控制方法，其特征在于，對所述內模PID控制器進行參數整定，具體包括：

獲取被控對象的近似一階慣性加純滯后傳遞函數：

根據內模PID參數整定方法分解上式得到：

取濾波器參數γ＝1，得到：

D(0)＝T_f+τ

進而得到，

經過化簡，可以得到內模PID控制器的參數為：