[發(fā)明專利]一種比例-積分控制器的最優(yōu)參數獲取方法

有效

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• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112162483B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設計）人: 龐鵬;蔡日;王慶斌;尹興鵬;王余熙
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司云浮供電局
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 牛念

本發(fā)明涉及工業(yè)過程控制技術領域，更具體地，涉及一種比例?積分控制器的最優(yōu)參數獲取方法。一種比例?積分控制器的最優(yōu)參數獲取方法，具體包括以下步驟：S1：建立黑箱過程Z?N模型的傳遞函數；S2：建立PI控制器的傳遞函數；S3：根據黑箱過程Z?N模型的傳遞函數以及PI控制器的傳遞函數，建立PI控制器與黑箱過程Z?N模型的開環(huán)系統頻域函數；S4：設置PI控制器的傳遞函數以及開環(huán)系統頻域函數的預設參數；S5：對PI控制器的最優(yōu)參數進行搜索。本發(fā)明中，黑箱過程Z?N模型是一種黑箱過程的工程建模，沒有復雜繁瑣的中間過程，依據黑箱過程Z?N模型和開環(huán)系統頻域函數的相位裕度能夠高效地獲取PI控制器的最優(yōu)參數，避免了傳統PI控制器存在著跟蹤常值擾動效率不高的問題。

技術領域

本發(fā)明涉及工業(yè)過程控制技術領域，更具體地，涉及一種比例-積分控制器的最優(yōu)參數獲取方法。

背景技術

比例-積分-微分(Proportion-Integration-Differentiation，PID)控制器在工業(yè)過程控制領域有廣泛的應用，但是這并不代表PID控制器已經能夠完美地滿足控制實際的要求。在控制實際，例如在各種發(fā)電系統的過程控制中，大量運用的是比例-積分(Proportion-Integration，PI)控制器，而PI控制器仍存在著跟蹤常值擾動效率不高的問題。中國專利申請，公開號為：CN109739092A，公開了一種控制器參數整定方法，該控制器參數整定方法能夠實現對控制器參數的快速整定，與現有的試湊法相比，減少了時間和精力的浪費，減少了用戶的工作量，提高了工作效率，但是仍存著跟蹤常值擾動效率不高的問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明為克服上述現有技術中PI控制器存在著跟蹤常值擾動效率不高的問題，提供一種比例-積分控制器的最優(yōu)參數獲取方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種比例-積分控制器的最優(yōu)參數獲取方法，包括以下步驟：

S1：建立黑箱過程Z-N模型的傳遞函數；

S2：建立PI控制器的傳遞函數；

S3：根據黑箱過程Z-N模型的傳遞函數以及PI控制器的傳遞函數，建立PI控制器與黑箱過程Z-N模型的開環(huán)系統頻域函數；

S4：設置PI控制器的傳遞函數以及開環(huán)系統頻域函數的預設參數；

S5：對PI控制器的最優(yōu)參數進行搜索。

優(yōu)選地，在所述步驟S1中，所述黑箱過程Z-N模型的傳遞函數為：

其中，Z-N:M(s)為黑箱過程Z-N模型的傳遞函數，K_Z-N為所述黑箱Z-N模型的增益，單位無量綱；τ_Z-N為所述黑箱Z-N模型的純滯后時間常數，單位為秒；

SWF(s)為滑動窗濾波器的傳遞函數，T_Z-N為所述黑箱Z-N模型的時間常數，單位為秒。

優(yōu)選地，在步驟S2中，所述PI控制器的傳遞函數為：

其中，K_P為PI控制器的比例增益，單位為無量綱；T_I為PI控制器的積分時間常數，單位為秒。

優(yōu)選地，在步驟S3中，開環(huán)系統頻域函數為：