冪函數(shù)與對(duì)數(shù)嵌套的pid變目標(biāo)算法
【專利摘要】一種冪函數(shù)與對(duì)數(shù)嵌套的PID變目標(biāo)算法，主要針對(duì)的是工控設(shè)備中利用夾套控溫的問(wèn)題而提出，在實(shí)際生產(chǎn)中通過(guò)控制被控設(shè)備夾套的蒸汽壓力與設(shè)備內(nèi)溫度的連鎖，從而將被控設(shè)備的溫度控制在指定的區(qū)間范圍內(nèi)。借助離散化的PID算法將可變的夾套蒸汽壓力SpPt作為目標(biāo)值進(jìn)行設(shè)定，從而實(shí)現(xiàn)控溫的功能。本算法具有正反雙向調(diào)節(jié)的功能，可在升溫階段與降溫階段分別計(jì)算夾套壓力的設(shè)定值，保證了大系統(tǒng)、滯后性強(qiáng)的系統(tǒng)可以快速響應(yīng)降溫過(guò)程。升溫與降溫曲線的參數(shù)可以做到根據(jù)不同控制設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行人工設(shè)定，結(jié)合設(shè)備特性，達(dá)到最好的調(diào)節(jié)效果。算法實(shí)現(xiàn)利用PLC的有限資源，實(shí)現(xiàn)了高精度的控制算法，做到系統(tǒng)開(kāi)銷與系統(tǒng)性能的平衡。算法穩(wěn)定性好，控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，控制曲線良好。
【專利說(shuō)明】?jī)绾瘮?shù)與對(duì)數(shù)嵌套的PID變目標(biāo)算法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及機(jī)械設(shè)備工控【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是指一種冪函數(shù)與對(duì)數(shù)嵌套的PID變目標(biāo)算法 。
[0002]【背景技術(shù)】:
在工控領(lǐng)域中，廣泛涉及到為某一設(shè)備進(jìn)行加熱，并保溫到指定溫度的要求。傳統(tǒng)以來(lái)，人們借助離散化的PID算法，采用控制加熱設(shè)備的夾套壓力來(lái)控制溫度。而夾套壓力的設(shè)定值則多按照定壓力、多條一次函數(shù)擬合等方法來(lái)設(shè)定。但是今年來(lái)隨著工控領(lǐng)域和儀表測(cè)控領(lǐng)域的發(fā)展，對(duì)控制精度和響應(yīng)速度的要求的提高，現(xiàn)有的方法存在的問(wèn)題也日益明顯。對(duì)于加熱設(shè)備這一類大系統(tǒng)而言，系統(tǒng)具有很強(qiáng)的滯后性和慣性，傳統(tǒng)的控制方法存在的響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、到達(dá)控溫點(diǎn)穩(wěn)定性不好、參數(shù)設(shè)定的適應(yīng)性不好等問(wèn)題就愈加明顯?？刂评碚撋峡梢圆捎脧?fù)雜的控制算法來(lái)提高系統(tǒng)的性能和參數(shù)，例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、卡爾曼濾波等，但是在實(shí)際的工程實(shí)踐中這些方法的系統(tǒng)開(kāi)銷很大，現(xiàn)有的主流工控設(shè)備尤其是PLC對(duì)他們的可移植性和適應(yīng)性并不強(qiáng)。這一問(wèn)題不僅降低了系統(tǒng)的使用效率，還造成了能源的浪費(fèi)，目前國(guó)內(nèi)工控行業(yè)在工程實(shí)踐中還沒(méi)有很好的方法解決這一問(wèn)題。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種冪函數(shù)與對(duì)數(shù)嵌套的PID變目標(biāo)算法，解決現(xiàn)有控制加熱設(shè)備的主流工控設(shè)備中用于PLC的控制理論和控制算法降低了系統(tǒng)的使用效率，還造成能源的浪費(fèi)這一問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明的目的是以如下方式實(shí)現(xiàn)的:一種冪函數(shù)與對(duì)數(shù)嵌套的PID變目標(biāo)算法，其特征在于:系統(tǒng)的關(guān)鍵控制參數(shù)如下:
SpPi^:控制算法中被控設(shè)備夾套蒸汽壓力上限，由設(shè)備銘牌可知其夾套壓力的上限
值，一般在其安全允許范圍內(nèi)較大即可；以下仿真時(shí)=；
納L:控制算法中被控設(shè)備夾套蒸汽壓力下限，保證設(shè)備到達(dá)溫控點(diǎn)后，夾套蒸汽壓力的下限值，熱損失與夾套提供的熱量達(dá)到平衡；以下仿真時(shí)辱；:被控設(shè)備在升溫過(guò)程中提供給離散化PID算法的設(shè)定值，因?yàn)樵趯?shí)際工作中夾套蒸汽壓力的調(diào)節(jié)響應(yīng)速度快、隨動(dòng)性好，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)；
PvPt:被控設(shè)備在工作時(shí)實(shí)時(shí)的夾套蒸汽壓力值；
_:被控設(shè)備工作時(shí)的目標(biāo)保溫溫度，一般低于沸點(diǎn)；以下仿真時(shí)沴Te = SO-C ；
SpTeL:被控設(shè)備進(jìn)入冪函數(shù)與對(duì)數(shù)嵌套的PID變目標(biāo)算法的啟動(dòng)溫度，再次溫度之
前，被控設(shè)備夾套蒸汽壓力設(shè)定為凈/>出，保證系統(tǒng)的快速升溫；以下仿真時(shí)沴％=45T
；PvTe:被控設(shè)備當(dāng)前工作的溫度，由當(dāng)前溫度自動(dòng)計(jì)算出當(dāng)前夾套蒸汽壓力PvPi的設(shè)定值；公式一:
【權(quán)利要求】
1.一種冪函數(shù)與對(duì)數(shù)嵌套的PID變目標(biāo)算法，其特征在于:系統(tǒng)的關(guān)鍵控制參數(shù)如下: Φ冊(cè):控制算法中被控設(shè)備夾套蒸汽壓力上限，由設(shè)備銘牌可知其夾套壓力的上限值，一般在其安全允許范圍內(nèi)較大即可；以下仿真時(shí)=；:控制算法中被控設(shè)備夾套蒸汽壓力下限，保證設(shè)備到達(dá)溫控點(diǎn)后，夾套蒸汽壓力的下限值，熱損失與夾套提供的熱量達(dá)到平衡；以下仿真時(shí)0.083ΜΡα ；:被控設(shè)備在升溫過(guò)程中提供給離散化PID算法的設(shè)定值，因?yàn)樵趯?shí)際工作中夾套蒸汽壓力的調(diào)節(jié)響應(yīng)速度快、隨動(dòng)性好，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)； PvPt:被控設(shè)備在工作時(shí)實(shí)時(shí)的夾套蒸汽壓力值； SpTe:被控設(shè)備工作時(shí)的目標(biāo)保溫溫度，一般低于沸點(diǎn)；以下仿真時(shí)沴K = SO-C ；:被控設(shè)備進(jìn)入冪函數(shù)與對(duì)數(shù)嵌套的PID變目標(biāo)算法的啟動(dòng)溫度，再次溫度之前，被控設(shè)備夾套蒸汽壓力設(shè)定為凈,保證系統(tǒng)的快速升溫；以下仿真時(shí)沴7fe = 45-C;PvTe:被控設(shè)備當(dāng)前工作的溫度，由當(dāng)前溫度自動(dòng)計(jì)算出當(dāng)前夾套蒸汽壓力PvPi的設(shè)定值；





公式一:
【文檔編號(hào)】G05B19/05GK103513572SQ201310508850
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】馮貴墨, 欒洋, 王震, 劉慶閣, 劉亮亮, 王翠明, 金磊, 關(guān)純剛, 高斌, 唐曉斌, 佟欣 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七 三研究所