[發明專利]一種基于控制偏差變化分區的自適應PID控制器及控制方法

有效

• 申請號: 202010159580.4
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111338205B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 韓英昆;石巖;高嵩;趙巖;孟瑜;李磊;王昕;苗偉威;王蒙;孟祥榮;辛剛;龐向坤;姚常青;顏慶;李元元;于慶彬;周長來;劉恩仁;孫萌萌
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 李修杰

1.一種基于控制偏差變化分區的自適應PID控制器，其特征是，包括：

ADD模塊，用于控制偏差的計算；

H/L模塊，用于控制偏差高低限幅，保持控制偏差在一定的控制范圍內；

CMP模塊，用于控制偏差分類比較計算；

PID模塊，用于調節PID控制輸出；

T1模塊，T2模塊和T3模塊，用于數值切換，完成PID模塊控制參數動態調整設置；

所述自適應PID控制器動態調整控制參數的具體過程為：

當控制偏差處于控制偏差增大偏離區時，PID控制器根據控制偏差及控制參數進行動態調整輸出值；

當控制偏差處于控制偏差減小調整區時，PID控制器根據控制偏差及控制參數動態調整輸出值，但當PID控制器控制作用弱于控制偏差增大偏離區的控制作用，控制參數自動調整；

當控制偏差處于控制偏差減小自回歸區時，PID控制器處于跟蹤方式，輸出值保持不變。

2.根據權利要求1所述的一種基于控制偏差變化分區的自適應PID控制器，其特征是，

當控制偏差處于控制偏差增大偏離區時，CMP模塊Y1輸出為0，Y2輸出為1；當控制偏差處于控制偏差減小調整區時，CMP模塊Y1輸出為0，Y2輸出為0；當控制偏差處于控制偏差減小自回歸區時，CMP模塊Y1輸出為1，Y2輸出為0。

3.根據權利要求2所述的一種基于控制偏差變化分區的自適應PID控制器，其特征是，所述控制偏差增大偏離區是指控制偏差的絕對值偏離目標值且向增大方向變化區間；所述控制偏差減小調整區是指控制偏差的絕對值向減小方向變化區間，即被控量向目標值靠近，但控制偏差絕對值大于設定值；所述控制偏差自回歸區是指控制偏差的絕對值向減小方向變化，同時控制偏差絕對值不大于設定值的區間。

4.一種基于控制偏差變化分區的自適應PID控制方法，其特征是，包括以下步驟：

將控制偏差進行分區，分為控制偏差增大偏離區、控制偏差減小調整區和控制偏差自回歸區；

動態調整PID控制器的控制狀態；

所述動態調整PID控制器的控制狀態的過程包括以下步驟：

當控制偏差處于控制偏差增大偏離區時，PID控制器根據控制偏差及控制參數進行動態調整輸出值；

當控制偏差處于控制偏差減小調整區時，PID控制器根據控制偏差及控制參數動態調整輸出值，但當PID控制器控制作用弱于控制偏差增大偏離區的控制作用，控制參數自動調整；

當控制偏差處于控制偏差減小自回歸區時，PID控制器處于跟蹤方式，輸出值保持不變。

5.根據權利要求4所述的一種基于控制偏差變化分區的自適應PID控制方法，其特征是，所述將控制偏差進行分區的過程為：針對控制偏差處于的不同階段，即根據控制偏差偏離目標值的大小和方向，將控制偏差分為控制偏差增大偏離區、控制偏差減小調整區和控制偏差自回歸區。

6.根據權利要求4所述的一種基于控制偏差變化分區的自適應PID控制方法，其特征是，所述控制偏差增大偏離區是指控制偏差的絕對值偏離目標值且向增大方向變化區間；所述控制偏差減小調整區是指控制偏差的絕對值向減小方向變化區間，即被控量向目標值靠近，但控制偏差絕對值大于設定值；所述控制偏差自回歸區是指控制偏差的絕對值向減小方向變化，同時控制偏差絕對值不大于設定值的區間。

7.根據權利要求4所述的一種基于控制偏差變化分區的自適應PID控制方法，其特征是，當控制偏差處于控制偏差減小調整區時，如果PID控制器控制作用弱于控制偏差增大偏離區的控制作用，則自動調整控制參數。