一种具有可选控制模板的PIDT控制技术及其方法

摘要

本发明公开一种具有可选控制模板的PIDT控制技术及其方法，它包含PID控制和模板控制，通过模板控制，提升系统的动态响应性能。PID控制过程中，要做到一组控制参数既适应大偏差时的启动过程，又适应较小偏差时的工作过程是很困难的，存在响应快慢与超调量大小之间的矛盾。PIDT控制技术的主要方法是：在控制系统启动（偏差相对较大）过程中，采用模板（T）独立控制或PID控制与模板（T）联合控制，模板控制量的大小由选用模板和模板控制强度系数确定；工作过程中，偏差较小时采用PID控制，超出一定偏差时，调用模板控制；不同偏差时，选用不同的模板控制系数；模板每次控制的作用时间是有限的。具有可选控制模板的PIDT控制器中，控制模板既有已建好的，也可以根据控制规律自建模板。

主权项

一种具有可选控制模板库的PIDT控制方法，其特征在于：包含PID控制和模板T控制，其中，PIDT控制技术的控制律为$\begin{array}{c}u\left(t\right)=u_{\mathrm{pid}}\left(t\right)+u_{\mathrm{template}}\\ =K_p[e\left(t\right)+\frac{1}{T_I}{\int }_0^{t}e\left(t\right)\mathrm{dt}+T_D\frac{\mathrm{de}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}]+u_{\mathrm{template}}\\ =K_p[e\left(t\right)+\frac{1}{T_I}{\int }_0^{t}e\left(t\right)\mathrm{dt}+T_D\frac{\mathrm{de}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}]\\ +\underset{n=1}{\overset{N}{\Sigma }}\mathrm{sgn}\left(e\left(T_n\right)\right)\alpha \left(e\left(T_n\right)\right)U_{\mathrm{template}}(t-T_n)\end{array}$上式中，e(t)为偏差信号，K_P为比例放大系数，T_I为积分时间常数，T_D为微分时间常数；K_I＝K_P/T_I为积分系数，K_D＝K_PT_D为微分系数；u(t)：表示具有可选控制模板的PIDT控制器的输出信号；u_pid(t)：表示具有可选控制模板PIDT控制器的PID输出部分；u_template：表示具有可选控制模板PIDT控制器的控制模板输出；N：表示系统在运行过程中，调用控制模板的次数；T_n：表示第n次启动控制模板的起始时间；e(T_n)：表示第n次启动控制模板时刻的偏差大小；sgn(e(T_n))：确定模板控制量的正负极性；α(e(T_n))：表示T_n时刻控制偏差e(T_n)情况下控制模板的强度系数，系数α(e(T_n))由e(T_n)的绝对值的大小所对应区域通过查表确定，决定控制模板所产生的附加控制量的强度大小；U_template(t‑T_n)：表示第n次启动控制模板函数；采用模板独立控制时，PID控制输出一个常量uc；模板独立控制时，主要用于系统初始启动时，PIDT控制器输出为u(t)＝u_pid(t)+u_template＝uc+u_template。