滚筒烘丝过程的变参数控制方法

摘要

一种滚筒烘丝过程的变参数控制方法，包括由出口含水率和热风温度构成的串级控制系统。热风温度控制作为控制系统中的副回路或内环，出口含水率控制作为控制系统中的主回路或外环，其控制输出为内环控制器的给定输入，其特征在于：出口含水率控制采用带死区的变参数PID控制方式，当出口含水率与设定的含水率偏差在死区范围内（）时，PID控制器不产生控制动作，避免了因频繁动作而造成执行机构的损坏；而当偏差在一个设定的较小范围内（）时，减小比例系数、增大积分系数和微分系数；当偏差在较大范围内（）时，增大比例系数、减小积分系数和微分系数，使得既有利于加快响应速度、减小稳态误差，又可以保证很好的稳定性、防止积分饱和。

主权项

1.一种滚筒烘丝过程的变参数控制方法，包括由出口含水率和热风温度构成的串级控制系统，热风温度控制作为串级控制系统中的副回路或内环，当热风温度发生变化时，预先进行调节，使得其尚未导致出口含水率有明显变化前就已经被克服；出口含水率控制作为串级控制系统中的主回路或外环，其控制输出为内环控制器的给定输入，其特征在于：出口含水率控制采用带死区的变参数PID控制方式，当出口含水率与设定的含水率偏差在死区范围内时，控制器不产生控制动作，避免了因频繁动作而造成执行机构的损坏；而当偏差在一个设定的较小范围内时，减小比例系数、增大积分系数和微分系数；当偏差在较大范围内时，增大比例系数、减小积分系数和微分系数，使得既有利于加快响应速度、减小稳态误差，又可以保证很好的稳定性、防止积分饱和；带死区的PID控制算法表达式表示为：式中，是出口含水率和设定值的跟踪偏差；是一个可调参数，根据实际控制对象用实验确定，若太小，会使控制动作过于频繁，达不到稳定被控对象的目的；太大，会使系统产生较大的滞后，通常选取为被控参数的5%之内；采用Gauss函数为基础构成变参数含水率控制器参数P、I、D的增益函数、、，其函数形式为：式中，、、是传统PID控制器的控制参数，、、为修正系数，主要取决于控制变量的限幅值和对象的稳定性，在中选取；反映稳态值附近的积分作用，在中选取；反映稳态值附近的微分作用，一般选取为，是我们期望PID控制参数发生变化的区间，应根据实际被控对象和性能指标要求确定；变参数PID控制器采用其标准的结构形式，即将偏差的比例、积分和微分通过线性组合构成控制量，对被控对象滚筒进行控制；在计算机采样控制中，其控制输出表示为：。