一种改进的无模型系统的PID控制器参数整定方法与流程

技术特征：
1.一种改进的无模型系统的pid控制器参数整定方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、给定pid控制器的初步微分增益并根据所述初步微分增益取pid控制器的初步比例增益的值，其中，s2、给定pid控制器的全局缩放系数n
s
和积分增益缩放系数n
i
，其中，n
s
≥1、s3、根据所述初步微分增益初步比例增益积分增益缩放系数n
i
以及全局缩放系数n
s
，分别计算得到pid控制器的微分增益、比例增益和积分增益；s4、基于所述pid控制器的微分增益、比例增益和积分增益初始运行被控系统，并查看被控系统的响应误差曲线；s5、结合被控系统的响应误差曲线以及系统预期的瞬态响应超调量σ％、稳态误差e
s
％和响应时间t
r
，调整所述全局缩放参数、积分增益缩放参数、初步微分增益及初步比例增益；s6、根据调整结果，判断被控系统的响应误差曲线是否满足预设的条件，若是，则完成对pid控制器参数的整定，否则，返回步骤s3。2.根据权利要求1所述的改进的无模型系统的pid控制器参数整定方法，其特征在于，所述步骤s1中取pid控制器的初步比例增益的表达式如下：其中，表示pid控制器的初步比例增益，ξ为无量纲常数，其初始值可设为1，用于调整初步比例增益的值，表示pid控制器的初步微分增益。3.根据权利要求2所述的改进的无模型系统的pid控制器参数整定方法，其特征在于，所述步骤s2中pid控制器的微分增益、比例增益和积分增益的表达式如下：其中，k
p
表示pid控制器的比例增益，k
d
表示pid控制器的微分增益，k
i
表示pid控制器的积分增益，表示pid控制器的初步比例增益，表示pid控制器的初步微分增益，n
s
表示pid控制器的全局缩放系数，n
i
表示pid控制器的积分增益缩放系数。4.根据权利要求3所述的改进的无模型系统的pid控制器参数整定方法，其特征在于，所述步骤s5包括以下几种方式：第一种方式：当需减少响应误差曲线的瞬态响应超调量σ％时，则增加积分增益缩放参数n
i
的值，当需增加响应误差曲线的瞬态响应超调量σ％时，则减小积分增益缩放参数n
i
的值；第二种方式：
当需降低被控系统的稳态误差e
s
％时，则增加初步微分增益或全局缩放参数n
s
的值，当需增加被控系统的稳态误差e
s
％时，则减小初步微分增益或全局缩放参数n
s
的值，同时基于初步比例增益的表达式调整初步比例增益其中，ξ＝1；第三种方式：当需减少被控系统的响应时间t
r
时，则增加初步微分增益和/或全局缩放参数n
s
的值，当需增加被控系统的响应时间t
r
时，则减少初步微分增益的值或局缩放参数n
s
的值，同时基于初步比例增益的表达式调整初步比例增益其中，ξ＝1。

技术总结
本发明提供了一种改进的无模型系统的PID控制器参数整定方法，属于工业控制技术领域，该方法包括给定PID控制器的初步微分增益，并取PID控制器的初步比例增益的值；给定PID控制器的全局缩放系数和积分增益缩放系数，以确定无模型系统的PID控制器参数的值；初始运行阶跃输入信号的被控系统，并根据响应误差曲线以及系统预期的瞬态响应超调量、稳态误差和响应时间相应地调整PID控制器的积分增益缩放系数、初步微分增益和/或全局缩放参数，完成对PID控制器参数整定。本发明不但适用于已知/未知线性系统的PID控制器参数整定，而且适用于未知非线性系统的PID控制器参数整定。未知非线性系统的PID控制器参数整定。未知非线性系统的PID控制器参数整定。


技术研发人员：尹子栋 唐斌
受保护的技术使用者：成都航空职业技术学院
技术研发日：2021.08.03
技术公布日：2021/10/18