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专利号: 2021108858449
申请人: 成都航空职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种改进的无模型系统的PID控制器参数整定方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、给定PID控制器的初步微分增益 并根据所述初步微分增益取PID控制器的初步比例增益 的值,其中,S2、给定PID控制器的全局缩放系数ns和积分增益缩放系数ni,其中,ns≥1、S3、根据所述初步微分增益 初步比例增益 积分增益缩放系数ni以及全局缩放系数ns,分别计算得到PID控制器的微分增益、比例增益和积分增益;

S4、基于所述PID控制器的微分增益、比例增益和积分增益初始运行被控系统,并查看被控系统的响应误差曲线;

S5、结合被控系统的响应误差曲线以及系统预期的瞬态响应超调量σ%、稳态误差es%和响应时间tr,调整所述全局缩放参数、积分增益缩放参数、初步微分增益及初步比例增益;

S6、根据调整结果,判断被控系统的响应误差曲线是否满足预设的条件,若是,则完成对PID控制器参数的整定,否则,返回步骤S3。

2.根据权利要求1所述的改进的无模型系统的PID控制器参数整定方法,其特征在于,所述步骤S1中取PID控制器的初步比例增益 的表达式如下:其中, 表示PID控制器的初步比例增益,ξ为无量纲常数,其初始值可设为1,用于调整初步比例增益 的值, 表示PID控制器的初步微分增益。

3.根据权利要求2所述的改进的无模型系统的PID控制器参数整定方法,其特征在于,所述步骤S2中PID控制器的微分增益、比例增益和积分增益的表达式如下:其中,Kp表示PID控制器的比例增益,Kd表示PID控制器的微分增益,Ki表示PID控制器的积分增益, 表示PID控制器的初步比例增益, 表示PID控制器的初步微分增益,ns表示PID控制器的全局缩放系数,ni表示PID控制器的积分增益缩放系数。

4.根据权利要求3所述的改进的无模型系统的PID控制器参数整定方法,其特征在于,所述步骤S5包括以下几种方式:第一种方式:

当需减少响应误差曲线的瞬态响应超调量σ%时,则增加积分增益缩放参数ni的值,当需增加响应误差曲线的瞬态响应超调量σ%时,则减小积分增益缩放参数ni的值;

第二种方式:

当需降低被控系统的稳态误差es%时,则增加初步微分增益 或全局缩放参数ns的值,当需增加被控系统的稳态误差es%时,则减小初步微分增益 或全局缩放参数ns的值,同时基于初步比例增益 的表达式调整初步比例增益 其中,ξ=1;

第三种方式:

当需减少被控系统的响应时间tr时,则增加初步微分增益 和/或全局缩放参数ns的值,当需增加被控系统的响应时间tr时,则减少初步微分增益 的值或局缩放参数ns的值,同时基于初步比例增益 的表达式调整初步比例增益 其中,ξ=1。