pid調(diào)節(jié)器的一種改進(jìn)算法

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1、數(shù)字PID調(diào)節(jié)器的一種改進(jìn)算法武漢電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院林文孚摘要:傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)器雖然可以兼顧系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)與動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)品質(zhì)，但PID參數(shù)相互影響，參數(shù)的整定比較繁瑣，有時(shí)甚至難以保證調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正常工作。在積分分離的PID算法基礎(chǔ)上，采用一種根據(jù)被調(diào)量偏差絕對(duì)值變化方向進(jìn)行積分增益修正的PID控制算法，是解決上述問(wèn)題的有效途徑之一。在火力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)仿真軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，該算法得的到充分應(yīng)用。實(shí)踐表明,該算法從根本上克服了積分作用引起的過(guò)調(diào)問(wèn)題，大大提高了調(diào)節(jié)器參數(shù)的穩(wěn)定范圍，簡(jiǎn)化了調(diào)節(jié)器參數(shù)整定過(guò)程。不僅在仿真軟件開(kāi)發(fā)中是可行的，也可用于實(shí)

2、際工業(yè)過(guò)程自動(dòng)控制。[中圖分類(lèi)號(hào)]TP214[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A關(guān)鍵詞:數(shù)字PID調(diào)節(jié)器偏差狀態(tài)增益修正算法改進(jìn)AkindofimprovedarithmeticofdigitalPIDregulatorlinwenfu(Wuhanelectricpowertechnicalcollege,Hubei,WUHAN,430079)Abstract:ThetraditionalPIDregulatorgivesattentiontostabilityanddynamicregulatingqualityofsystem,butthePIDpar

3、ametersinfluenceeachotherandthemodificationofPIDparameteriscomplicated,andsometimesitcannotensureregulatorysystem’snormalworking.AkindofPIDcontrollingarithmeticbasedonPIDarithmeticinwhichintegralisseparatedisbroughtforwardtosolvethoseproblems,whichmodifiesintegralgainacc

4、ordingtoabsolutevaluechangingdirectionoferrorofquantityregulated.Thisarithmetichasbeenappliedwellinsimulationsoftwareofunitcontrolsysteminthermalpower.It’sconfirmedbypracticethatthearithmeticovercomesradicallytheproblemofovershootcausedbyintegralandincreasesgreatlystable

5、rangeofregulatorparameterandsimplifiesmodifyingprocessofregulatorparameter.Thisarithmeticisappliedwellnotonlyinsimulationsoftware,butalsoinindustryprocessauto-control.Keywords:digitalPIDregulator、errorstate、gainmodification、arithmeticimprovement1．引言隨著我國(guó)火電機(jī)組向高參數(shù)、大容量方向發(fā)展，微

6、型計(jì)算機(jī)分散控制系統(tǒng)在電廠的廣泛應(yīng)用，常規(guī)的模擬量PID調(diào)節(jié)器已經(jīng)淡出市場(chǎng)。數(shù)字調(diào)節(jié)器的采用使PID控制算法的改進(jìn)變得簡(jiǎn)單易行，為人們改進(jìn)調(diào)節(jié)器的控制算法，提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)提供了廣闊的空間。使用各種改進(jìn)算法的PID數(shù)字調(diào)節(jié)器在現(xiàn)代工業(yè)過(guò)程自動(dòng)控制中得到廣泛應(yīng)用。例如，采用積分分離的PID控制算法，以克服積分作用產(chǎn)生超調(diào)的問(wèn)題；采用不完全微分控制算法，以抑制高頻干擾，穩(wěn)定微分作用；采用帶死區(qū)的PID控制算法，以防止執(zhí)行機(jī)構(gòu)頻繁動(dòng)作，適應(yīng)被調(diào)量小幅的正常波動(dòng)；采用自適應(yīng)的PID參數(shù)修正，以適應(yīng)機(jī)組啟動(dòng)及全程控制的需要，等等[145]。凡此種

7、種，都是在常規(guī)PID控制算法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，說(shuō)明了PID控制器強(qiáng)大的生命力。在現(xiàn)代大型火力發(fā)電機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)中，各控制回路仍以采用PID調(diào)節(jié)器或具有PID參數(shù)修正的數(shù)字PID調(diào)節(jié)器為主。特別是具有PID參數(shù)自動(dòng)修正的PID控制算法[4]，在目前大型機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。這種算法的應(yīng)用主要是為了解決控制對(duì)象特性隨機(jī)組負(fù)荷變化的問(wèn)題。5但另一個(gè)方面，也說(shuō)明了PID調(diào)節(jié)器采用常規(guī)算法時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定的范圍有限，而不得不采用比較復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和參數(shù)修正方法，但這又使系統(tǒng)分析和調(diào)節(jié)器參數(shù)整定變得越來(lái)越復(fù)雜化。在長(zhǎng)期的火力發(fā)電機(jī)組仿真系統(tǒng)

8、開(kāi)發(fā)過(guò)程中，為提高工作效率，在積分分離控制算法的基礎(chǔ)上，摸索出一種根據(jù)被調(diào)量偏差的狀態(tài)進(jìn)行積分增益修正的PID算法。與其他算法相比，該算法具有物理意義明確、算法簡(jiǎn)便易行、調(diào)節(jié)品質(zhì)改善效果顯著、實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)