[發明專利]一種自動調節PID各項參數的PID控制調節電路系統

有效

• 申請號: 202010285551.2
• 申請日: 2020-04-13
• 公開（公告）號: CN111367165B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 黃子農;陶俊偉;李東靖
• 申請（專利權）人: 煙臺艾睿光電科技有限公司
• 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: 巴翠昆

本申請公開了一種自動調節PID各項參數的PID控制調節電路系統，包括：PID控制電路、被控單元、系統電源模塊和信號調節器電路；PID控制電路，包括P參數控制電路、D參數控制電路和I參數控制電路；被控單元的輸入端與PID控制電路的輸出端連接，輸出端與系統電源模塊連接；信號調節器電路的輸入端與系統電源模塊連接，輸出端與PID控制電路連接，用于將系統電源模塊的電流信號轉換為用于動態調節PID各項參數的電壓調節信號。這樣以整個系統電流作為反饋信息，將其轉換處理后引入至PID控制電路，在控制中使用系統電流先增加后減小最后不變的特性，可以彌補PID各項參數在整個控制過程中的矛盾，使其各項參數發揮最大作用。

技術領域

本發明涉及PID控制調節電路系統領域，特別是涉及一種自動調節PID各項參數的PID控制調節電路系統。

背景技術

目前，在調節PID時，一個系統的PID需要綜合考慮互相矛盾，當P參數增加時系統控制速度增加但穩定性減弱誤差會增大，當D參數增加后系統控制速度減緩誤差會增大但穩定性增加，當I參數增加后系統控制速度會減緩但誤差會減小，一般情況下僅硬件參與時會通過調節PID各項參數選取一個平衡的參數。這樣由于均衡考慮誤差和穩定性，系統控制速度會有所犧牲，且不能更改，無法實現動態調節PID參數。

為了解決上述問題，目前有兩種方案：第一種是使用軟件進行PID控制，需要在系統內引入其他的反饋電路，系統需要將被控單元狀態讀取處理后進行控制，因此控制有一定延遲，導致反饋不及時，控制算法需要大量實驗且很難控制所有變量；第二種是使用硬件開關切換多套硬件電路，可以實現多組PID之間的切換，但是會帶來成本和系統復雜性的增加。

因此，如何解決硬件PID均衡問題所帶來的穩定性誤差與速度之間的矛盾以及硬件PID由于不能在控制中更改所帶來的缺陷，且不增加系統延遲，節約成本，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種自動調節PID各項參數的PID控制調節電路系統，可以彌補PID各項參數在整個控制過程中的矛盾，使其發揮最大作用，且在不增加系統延遲的情況下更加節約成本。其具體方案如下：

一種自動調節PID各項參數的PID控制調節電路系統，包括：PID控制電路、被控單元、系統電源模塊和信號調節器電路；其中，

所述PID控制電路，包括P參數控制電路、D參數控制電路和I參數控制電路；

所述被控單元的輸入端與所述PID控制電路的輸出端連接，輸出端與所述系統電源模塊連接；

所述信號調節器電路的第一輸入端和第二輸入端分別與所述系統電源模塊連接，第一輸出端和第二輸出端分別與所述PID控制電路連接；所述信號調節器電路，用于將所述系統電源模塊的電流信號轉換為用于動態調節PID各項參數的電壓調節信號。

優選地，在本發明實施例提供的上述自動調節PID各項參數的PID控制調節電路系統中，所述PID控制電路包括：第一電阻、第一電容、第二電容、第一開關晶體管、第二開關晶體管、第三開關晶體管、第一運算放大器；其中，

所述第一電阻的一端與信號控制端連接，另一端與所述第一運算放大器的反相輸入端連接；

所述第一電容的一端與所述信號控制端連接，另一端與所述第一開關晶體管的漏極連接；

所述第一開關晶體管的柵極與所述信號調節器電路的第二輸出端連接，源極與所述第一運算放大器的反相輸入端連接；

所述第二電容的一端與所述第二開關晶體管的源極連接，另一端與所述第一運算放大器的輸出端連接；

所述第二開關晶體管的柵極與所述信號調節器電路的第二輸出端連接，漏極與所述第一運算放大器的反相輸入端連接；