具有积分饱和预处理功能的PID控制方法

摘要

本发明所述的具有积分饱和预处理功能的PID控制方法对系统阶跃响应的过渡过程进行分析，按照给定值与反馈量之间的误差和被控量的变化率，提供具有积分饱和预测功能的PID控制方法，按照不同情况对积分累计值进行不同的处理，以彻底消除积分饱和现象，使系统的稳态特性和动态特性均达到非常好的控制效果，而且具有很好的抗干扰能力。

主权项

具有积分饱和预处理功能的PID控制方法，其特征在于，所述方法对积分项进行预处理，将每个采样时刻的偏差值乘以系数δ，用Sum表示前k‑1次的误差与系数δ乘积的累积和，即采用的PID工作原理的公式如下：其中，u(k)表示PID控制器输出量；error(k)表示系统给定值与过程反馈量的差值，即error(k)＝rin(k)‑y(k)，作用在PID控制器的输入端；k_p表示PID控制器的比例系数；T_I表示PID控制器的积分时间常数；T_D表示PID控制器的微分时间常数；T表示采样周期；过程反馈量变化率为其中y(k)和y_1分别为本时刻和上一采样时刻的过程反馈量；当所述过程反馈量变化率d_y＝0且|error(k)|＝dead_error(k)时，积分累积值取上一采样时刻的值，即Sum＝Sum；当所述过程反馈量变化率d_y>0，error(k)>dead_error(k)且K<ε时，积分累积值取上一采样时刻值加上误差乘以系数κ，即Sum＝Sum+κerror(k)；当所述过程反馈量变化率d_y>0、error(k)>dead_error(k)且K>＝ε时，积分累积值取上一采样时刻值乘以小于1的系数η，即 Sum＝ηSum；当所述过程反馈量变化率d_y>0、error(k)<＝‑dead_error(k)且d_y>γ时，积分累积值取上一采样时刻值加上误差乘以系数β，即Sum＝Sum+βerror(k)；当所述过程反馈量变化率d_y>0、error(k)<＝‑dead_error(k)且d_y<＝γ时，积分累积值取上一采样时刻值加上误差乘以α，即Sum＝Sum+αerror(k)；当所述过程反馈量变化率d_y<＝0、error(k)>dead_error(k)且d_y<‑γ时，积分累积值取上一采样时刻值加上误差乘以β，即Sum＝Sum+βerror(k)；当所述过程反馈量变化率d_y<＝0、error(k)>dead_error(k)且d_y>＝‑γ时，积分累积值取上一采样时刻值加上误差乘以α，即Sum＝Sum+αerror(k)；当所述过程反馈量变化率d_y<0且error(k)<dead_error(k)时，积分累积值取上一采样时刻值，即Sum＝Sum。