改进的积分分离式PID控制方法

摘要

本发明公开了一种改进的积分分离式PID控制方法，属于PID控制领域。本发明设置了理论输出值的上限值umax和下限值umin，防止出现过大或者过小的控制量，即使出现积分饱和的现象，由于积分累积较小，也能较快地退出超调，从而增强了超调的响应速度且减少了超调。此外，本发明计算出理论输出值的增量ΔP，以及该理论输出值与设定阈值之间的差值ΔU，并将ΔP与ΔU进行比较：在可能出现超调现象时，选取ΔP与ΔU中较小差值与ξ进行比较，此时较容易忽略积分系数ki，从而防止出现超调；在系统的静态误差可能难以消除时，选取ΔP与ΔU中较大差值与ξ进行比较，此时较容易考虑积分系数ki，从而消除系统的静态误差；本发明还可实现正向和反向调节，提高了系统的调节精度。

主权项

一种改进的积分分离式PID控制方法，其特征在于包括以下步骤：A1、采集第t个实际输出值yout(t)，计算出第t个控制偏差e(t)＝rin(t)‑yout(t)，其中rin(t)表示给定值；A2、从内存中调取比例系数kp、积分系数ki、微分系数kd和第k‑1个控制偏差e(t‑1)，忽略积分系数ki，将公式u′(t)＝kpe(t)+βkie(t)T+kd[e(t)‑e(t‑1)]/T中积分项开关系数β置为零，根据公式u′(t)＝kpe(t)+kd[e(t)‑e(t‑1)]/T计算出第t个理论输出值u’(t)；A3、将忽略积分系数ki的第t个理论输出值u’(t)分别与上限值umax、下限值umin进行比较：在u’(t)大于umax时判断第t个控制偏差e(t)是否大于0：如果e(t)＞0则忽略积分系数ki，将公式u(t)＝kpe(t)+βkie(t)T+kd[e(t)‑e(t‑1)]/T中积分项开关系数β置为零，如果e(t)≤0则考虑该积分系数ki，确定公式u(t)＝kpe(t)+βkie(t)T+kd[e(t)‑e(t‑1)]/T中积分项开关系数β取值；在u’(t)小于umin时判断第t个控制偏差e(t)是否小于0，如果e(t)＜0则忽略积分系数ki，将公式u(t)＝kpe(t)+βkie(t)T+kd[e(t)‑e(t‑1)]/T中积分项开关系数β置为零，如果e(t)≥0则考虑该积分系数ki，确定公式u(t)＝kpe(t)+βkie(t)T+kd[e(t)‑e(t‑1)]/T中积分项开关系数β取值；在umin≤u’(t)≤umax时考虑该积分系数ki，确定公式u(t)＝kpe(t)+βkie(t)T+kd[e(t)‑e(t‑1)]/T中积分项开关系数β取值。