CN112748658A - 一种恒压供水方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及智能控制技术领域，特别涉及一种恒压供水方法、装置、电子设备及存储介质，通过PID控制器来计算电机运行频率，对频率误差进行比例运算，能够提高控制的灵敏度，同时又对频率误差进行积分运算，在比例积分微分运算中，并根据实际的反馈值来补偿积分运算所述积分值，缓解比例运算中放大量过大引起的超调和振荡，对频率误差进行微分运算，提高了控制的迅速性，实现计算过程模块化、计算精度高、灵活性强、可移植性强等优点。
Description
技术领域
本申请实施例涉及智能控制技术领域，特别涉及一种恒压供水方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
城市化进程快速发展，高楼层、高密度建筑靠水厂的压力给日常的生活、生产、消防供水，肯定是不行的，增压、恒压供水是必然的，然而供水驱动与供水管路系统多种多样，怎样能做到快速的根据不同的电机与管路系统实现高效的增压、恒压供水自动化、节能化、智能化，也成为了技术攻关和发展的主要方向。
对于以前的老旧房屋供水，往往是依靠自来水厂的供水压力来一次供水，用水低谷期供水压力过大，高峰期时供水压力又过小，高楼层供不上水，供水压力波动大，因此，需要进行增压供水。传统的增压供水，就是简单的一个工频泵，一天24小时不停的运转来增压供水，对能源是非常大的浪费，要么就是为了供水节能，电机转速降低，这时高楼层用户往往不能及时供水，出现有自来水但无法及时增压二次供水到高层的窘境。因此，衍生出根据压力反馈控制水压的方法，即通过PLC控制器来根据外部压力反馈，来控制水泵供水，但功能比较单一，不能很好的适应不同的现场应用，甚至每个现场都需要编写特定的一套PLC控制程序，灵活性、通用性、可靠性受到制约。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种恒压供水方法、装置、电子设备及存储介质，解决了现有技术中恒压供水方法功能单一，不能适应不同现场应用，灵活性、通用性、可靠性受到制约的问题。
为解决上述技术问题，第一方面，本发明的实施例提供了一种恒压供水方法，应用于泵控供水系统，所述泵控供水系统包括至少一个电机，每个电机对应一个比例积分微分PID控制器，所述恒压供水方法包括：
若判断所述PID控制器未关闭，则根据给定水压输入值和反馈水压输入值之间的差值确定对应电机需要补偿的频率误差，并确定所述PID控制器对应电机的频率上限和频率下限；
根据所述频率误差确定所述PID控制器中本次参与比例运算的比例值、参与积分运算的积分值、参与微分运算的微分值；
根据所述比例值、积分值和微分值确定所述PID控制器的输出饱和值，并确定经比例运算、积分运算、微分运算后所述PID控制器的PID输出值，将所述PID输出值发送至所述电机；
以所述PID输出值和所述输出饱和值的差值作为补偿值补偿下次参与积分运算所述积分值，直至所述PID输出值达到所述频率上限或频率下限。
第二方面，本发明实施例提供了一种恒压供水装置，应用于泵控供水系统，所述泵控供水系统包括至少一个电机，所述恒压供水装置包括连接电机的比例积分微分PID控制器，所述PID控制器包括：
闭环运行模块，用于若判断所述PID控制器未关闭，则根据给定水压输入值和反馈水压输入值之间的差值确定电机需要补偿的频率误差，以及所述PID控制器对应电机的频率上限和频率下限；
运算环境计算模块，用于根据所述频率误差确定所述PID控制器中本次参与比例运算的比例值、参与积分运算的积分值、参与微分运算的微分值；
输出模块，用于根据所述比例值、积分值和微分值确定所述PID控制器的输出饱和值，并确定经比例运算、积分运算、微分运算后所述PID控制器的PID输出值，将所述PID输出值发送至所述电机；
积分值反馈模块，用于以所述PID输出值和所述输出饱和值的差值作为补偿值补偿下次参与积分运算所述积分值，直至所述PID输出值达到所述频率上限或频率下限。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如本发明第一方面实施例所述恒压供水方法的步骤。
第四方面，本发明实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如本发明第一方面实施例所述恒压供水方法的步骤。
本发明实施方式相对于现有技术而言，通过PID控制器来计算电机运行频率，对水压的频率误差进行比例运算，能够提高控制的灵敏度，同时又对频率误差进行积分运算，在比例积分微分运算中，并根据实际的反馈值来补偿积分运算所述积分值，缓解比例运算中放大量过大引起的超调和振荡，对频率误差进行微分运算，提高了控制的迅速性，实现计算过程模块化、计算精度高、灵活性强、可移植性强等优点。
另外，若判断所述PID控制器关闭，且所述给定水压输入值大于所述反馈水压输入值，则周期性将所述PID控制器关闭前的PID输出值、PID输出值滤波后的值反馈至积分运算过程，并存储所述PID输出值；
若判断所述PID控制器关闭，且所述给定水压输入值不大于所述反馈水压输入值，则清空PID输出值和PID输出值滤波后的值。
在PID控制器关闭时，PID控制器不再将PID输出值发送至电机，此时，若所述给定水压输入值大于所述反馈水压输入值，则表示还未达到给定水压，此时，需要记录当前运算中的PID输出值，以供下次开启时参考，即将PID输出值、PID输出值滤波后的值、历史PID输出值滤波后的输出值反馈值积分运算中；若所述给定水压输入值不大于所述反馈水压输入值，则表示电机已经按最大频率运转，此时，PID控制器启动后运算过程不需要以上次输出为参考，因此可以将PID输出值全部清零。
另外，所述根据所述频率误差确定所述PID控制器中本次参与比例运算的比例值、参与积分运算的积分值、参与微分运算的微分值，具体包括：
确定所述PID控制器的比例增益、积分增益和微分增益；
根据所述比例增益和所述频率误差确定本次参与比例运算的比例值；
若判断上次所述PID输出值未达到所述频率上限或频率下限，则根据上次参与积分运算的积分值、所述比例增益、所述频率误差以及所述补偿值确定本次参与积分运算的积分值；
根据本次参与比例运算的比例值与上次参与比例运算的比例值的差值，以及所述微分增益，确定本次参与微分运算的微分值。
另外，若判断上次所述PID输出值大于所述频率上限或小于所述频率下限，则本次参与积分运算的积分值等于上次参与积分运算的积分值。
当PID输出值已经大于频率上限或者小于频率下限时，参与允许的积分值Ui为此前积分环节的值，防止电机超负荷运行造成损坏。
另外，所述确定所述PID控制器的比例增益、积分增益和微分增益，具体包括：
根据所述PID控制器的参数切换功能中选择的档位确定对应档位下的初始比例增益、初始积分增益和初始微分增益；其中，所述参数切换功能包括多个可选的档位，每个档位对应不同的给定水压输入值；
确定泵控供水系统对应的误差系数；
根据所述初始比例增益、所述初始积分增益和所述初始微分增益确定所述PID控制器的比例增益、积分增益和微分增益。
通过提供预设数值来供选择不同的比例增益、积分增益和微分增益，如参数PID参数切换偏差1、PID参数切换偏差2的设置数值来选择是用比例增益Kp1、积分增益Ki1、微分增益Kd1参数，或是选择用比例增益Kp2、积分增益Ki2、微分增益Kd2参数，同时又可以在已选择比例增益Kp、积分增益Ki、微分增益Kd的基础上增加误差系数，根据不同的泵控系统选择误差系数，进而能够抑制抖动，达到良好的稳定运行效果。
另外，所述输出饱和值为所述比例值、所述积分值和所述微分值的线性相加值。
另外，所述将所述PID输出值发送至所述电机，具体包括：
根据预设固定点算法对和滤波算法对所述PID输出值进行处理：
上式中，Pout为PID输出值，Poutflt为所述PID输出值滤波后的值，A为实数0～1在所述预设固定点算法中对应的标幺值，B为实数1在所述预设固定点算法中对应的标幺值，T为PID控制器的闭环输出滤波时间；M为补偿系数；
将所述PID输出值滤波后的值发送至所述电机。
由于PID控制器的运算速度远远大于电机中PWM的识别速度，且PID控制器的PID输出值的精度非常高，通常精确到小数点后多位，而PWM的识别能力有限，因此，为了能够使PID输出值能够被电机识别，通过预设固定点算法对和滤波算法，将PID输出值转换为固定点算法表达的可被PWM完整识别的值，同时，经滤波算法，减缓了输入至电机的频率，为电机预留充足的识别、反应时间。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是根据本发明第一实施例的一种恒压供水方法流程图；
图2是根据本发明第二实施例的一种恒压供水方法流程图；
图3为根据本发明第四实施例的恒压供水系统结构图；
图4是根据本发明第五实施例的一种服务器结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
本申请实施例中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列部件或单元的系统、产品或设备没有限定于已列出的部件或单元，而是可选地还包括没有列出的部件或单元，或可选地还包括对于这些产品或设备固有的其它部件或单元。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
现有的根据压力反馈控制水压的方法，是通过PLC控制器来根据外部压力反馈，来控制水泵供水，但功能比较单一，不能很好的适应不同的现场应用，甚至每个现场都需要编写特定的一套PLC控制程序，灵活性、通用性、可靠性受到制约。
因此，本发明实施例提供一种恒压供水方法、装置、电子设备及存储介质，通过PID控制器来计算电机运行频率，提高了控制的迅速性，实现计算过程模块化、计算精度高、灵活性强、可移植性强等优点。以下将通过多个实施例进行展开说明和介绍。
本发明的第一实施例涉及一种恒压供水方法，应用于泵控供水系统，所述泵控供水系统包括至少一个电机，每个电机对应一个比例积分微分PID控制器。具体流程如图1中所示，包括：
步骤S1、若判断所述PID控制器未关闭，则根据给定水压输入值和反馈水压输入值之间的差值确定对应电机需要补偿的频率误差，并确定所述PID控制器对应电机的频率上限和频率下限；
具体地，PID控制器在启动时，需要进行上电初始化，赋值初始化相应比例增益Kp、积分增益Ki、微分增益Kd的值，以便后面开始运算用，并且初始对应电机的频率上限和频率下限；若PID控制器未关闭，则需要周期性的读取外部传来的压力信号，即模拟压力信号转换后的数字量，并确认主给定通道和辅给定通道，以实现主给定通道和辅给定通道的反馈值更新；
由于Pout计算结果会大于1也就是电机运行频率会大于额定频率(50hz)，或者结果为负值，也就是电机要反转，而我们的电机为了保证使用寿命，运行频率不要超过自身的额定频率，所以，本实施例中加了一个上限，当计算结果为负数是，电机会反转，也就是水泵有可能会反转，这样就不正常了。
给定水压输入值可以是参数设定值，如一般供水压力0.7MPa，换算的最终结果还是电机的运行频率，当第一台泵运行频率达到最大运行运行频率是，通讯会告知第二台泵开始运行。
步骤S2、根据所述频率误差确定所述PID控制器中本次参与比例运算的比例值、参与积分运算的积分值、参与微分运算的微分值；
具体地，根据所述比例增益Kp和所述频率误差确定本次参与比例运算的比例值Up，Up＝Kp*频率误差，其中，频率误差为根据给定水压输入值和反馈水压输入值之间的差值，以及电机的工作参数，确定需要补偿的频率误差；
在没有达到频率上限或频率下限的前提下，根据上次参与积分运算的积分值Ui’、所述比例增益Ki、所述频率误差以及补偿值确定本次参与积分运算的积分值Ui，Ui＝Ui’+Ki*频率误差+补偿值；
根据本次参与比例运算的比例值Up与上次参与比例运算的比例值Up’的差值，以及所述微分增益Kd，确定本次参与微分运算的微分值Ud＝Kd*(Up-Up’)；
具体地，在积分运算前，还需要设定积分上限和积分下限，保证Ui值在最大和最小允许范围内，以免输出频率(即PID输出值)大于电机的频率上限或小于电机的频率下限；其中，若输出频率大于所述频率上限或小于所述频率下限，则参与积分运算的积分值为上次积分运算环节的积分值。
步骤S3、根据所述比例值、积分值和微分值确定所述PID控制器的输出饱和值，并确定经比例运算、积分运算、微分运算后所述PID控制器的PID输出值，将所述PID输出值发送至所述电机；
例如，当Pout为1，电机运行频率为50HZ，Pout为0，电机运行频率为0HZ。
具体地，确定比例值、积分值和微分值后，即可得到PID控制器的输出饱和值，即为Ud+Ui+Up的总合，该输出饱和值用于计算步骤S2中的补偿值，补偿值＝Pout-(Ud+Ui+Up)，其中，Pout为PID输出值，即本次比例运算、积分运算、微分运算后所述PID控制器的输出值。
步骤S4、以所述PID输出值和所述输出饱和值的差值作为补偿值补偿下次参与积分运算所述积分值，直至所述PID输出值达到所述频率上限或频率下限。
本发明的第二实施例涉及一种恒压供水方法，第二实施例为第一实施例的一种细化。在本发明第二实施例中，通过提供预设数值来供选择不同的比例增益、积分增益和微分增益，并且还增加误差系数，如图2中所示，具体流程包括：
步骤S1、若判断所述PID控制器未关闭，则根据给定水压输入值和反馈水压输入值之间的差值确定对应电机需要补偿的频率误差，并确定所述PID控制器对应电机的频率上限和频率下限；
具体地，PID控制器在启动时，需要进行上电初始化，赋值初始化相应比例增益Kp、积分增益Ki、微分增益Kd的值，以便后面开始运算用，并且初始对应电机的频率上限和频率下限；若PID控制器未关闭，则需要周期性的读取外部传来的压力信号，即模拟压力信号转换后的数字量，并确认主给定通道和辅给定通道，以实现主给定通道和辅给定通道的反馈值更新；
具体地，在通过对不同水压需求预先设定不同的参数设定标准，如PID参数切换偏差1选择是用比例增益Kp1、积分增益Ki1、微分增益Kd1参数，其适用于水压范围为P1～P2，或者适用总高度H1～H2的供水系统，PID参数切换偏差2选择用比例增益Kp2、积分增益Ki2、微分增益Kd2参数，其适用于水压范围为P3～P4，或者适用总高度H3～H4的供水系统，这样通过灵活的参数设置能够快速的选择和修改PID的比例增益、积分增益、微分增益系数，增强了现场应用灵活性。
具体地，在选择PID参数切换偏差时，还可以在比例增益Kp、积分增益Ki、微分增益Kd参数的基础上分别加入误差系数，由于不同的泵控系统中，由于设备不同、管道粗细误差等影响，会存在一定的误差，因此，本实施例中，为不同泵控系统预先设定误差系数进行修正，从而抑制抖动达到良好的精确度。
如图2中所示，当PID控制器被关闭时，以预置频率时间为周期，若判断给定水压输入值＞反馈水压输入值，则将PID输出值、PID输出值滤波后输出、历史PID输出值滤波后输出传输至积分运算过程，其中，PID输出值、PID输出值滤波后输出、历史PID输出值滤波后输出均等于预置频率加上补偿系数；若判断给定水压输入值≤反馈水压输入值，则将PID输出值、PID输出值滤波后输出、历史PID输出值滤波后输出全部清零；
具体地，由于PID被关闭时，需要有一个初始值，一般为50hz，也就是当PID关闭时，电机可以在开机后以50HZ运行。这样当PID被开启后，能确定此时的几个PID输出值为多少，便于后边的计算。
为了适应不同的现场，比如当压力达到后，系统处于恒压状态，电机出现轻微的震荡，频率不停的加减，此时，通过设置补偿系数，补偿系数是可以设置的参数。
步骤S2、根据所述频率误差确定所述PID控制器中本次参与比例运算的比例值、参与积分运算的积分值、参与微分运算的微分值；
具体地，根据所述比例增益Kp和所述频率误差确定本次参与比例运算的比例值Up，Up＝Kp*频率误差，其中，频率误差为根据给定水压输入值和反馈水压输入值之间的差值，以及电机的工作参数，确定需要补偿的频率误差；
在没有达到频率上限或频率下限的前提下，根据上次参与积分运算的积分值Ui’、所述比例增益Ki、所述频率误差以及补偿值确定本次参与积分运算的积分值Ui，Ui＝Ui’+Ki*频率误差+补偿值；
根据本次参与比例运算的比例值Up与上次参与比例运算的比例值Up’的差值，以及所述微分增益Kd，确定本次参与微分运算的微分值Ud＝Kd*(Up-Up’)；
将Up、Ui、Ud的当前值保存到历史值记录里，以便下次换算调用时使用；
具体地，在积分运算前，还需要设定积分上限和积分下限，保证Ui值在最大和最小允许范围内，以免输出频率(即PID输出值)大于电机的频率上限或小于电机的频率下限；其中，若输出频率大于所述频率上限或小于所述频率下限，则参与积分运算的积分值为上次积分运算环节的积分值。
具体地，当对调节速度要求不高的情况下，可以去掉积分分量，这样系统调节会慢一点，但系统会更加稳定。
步骤S3、根据所述比例值、积分值和微分值确定所述PID控制器的输出饱和值，并确定经比例运算、积分运算、微分运算后所述PID控制器的PID输出值，将所述PID输出值发送至所述电机；
具体地，确定比例值、积分值和微分值后，即可得到PID控制器的输出饱和值，即为Ud+Ui+Up的总合，该输出饱和值用于计算步骤S2中的补偿值，补偿值＝Pout-(Ud+Ui+Up)，其中，Pout为PID输出值，即本次比例运算、积分运算、微分运算后所述PID控制器的输出值。
步骤S4、以所述PID输出值和所述输出饱和值的差值作为补偿值补偿下次参与积分运算所述积分值，直至所述PID输出值达到所述频率上限或频率下限。
本发明的第三实施例涉及一种恒压供水方法，第三实施例为第一实施例的或第二实施例的一种细化。在本发明第三实施例中，还包括预设固定点算法对和滤波算法对所述PID输出值进行处理，具体流程包括：
步骤S1、若判断所述PID控制器未关闭，则根据给定水压输入值和反馈水压输入值之间的差值确定对应电机需要补偿的频率误差，并确定所述PID控制器对应电机的频率上限和频率下限；
具体地，PID控制器在启动时，需要进行上电初始化，赋值初始化相应比例增益Kp、积分增益Ki、微分增益Kd的值，以便后面开始运算用，并且初始对应电机的频率上限和频率下限；若PID控制器未关闭，则需要周期性的读取外部传来的压力信号，即模拟压力信号转换后的数字量，并确认主给定通道和辅给定通道，以实现主给定通道和辅给定通道的反馈值更新；
具体地，在通过对不同水压需求预先设定不同的参数设定标准，提供不同的参数选择参考，如PID参数切换偏差1选择是用比例增益Kp1、积分增益Ki1、微分增益Kd1参数，其适用于水压范围为P1～P2，或者适用总高度H1～H2的供水系统，PID参数切换偏差2选择用比例增益Kp2、积分增益Ki2、微分增益Kd2参数，其适用于水压范围为P3～P4，或者适用总高度H3～H4的供水系统，这样通过灵活的参数设置能够快速的选择和修改PID的比例增益、积分增益、微分增益系数，增强了现场应用灵活性。
具体地，在选择PID参数切换偏差时，还可以在比例增益Kp、积分增益Ki、微分增益Kd参数的基础上分别加入误差系数，由于不同的泵控系统中，由于设备不同、管道粗细误差等影响，会造成一定的误差，因此，本实施例中，为不同泵控系统预先设定误差系数进行修正，从而抑制抖动达到良好的精确度。
当PID控制器被关闭时，以预置频率时间为周期，若判断给定水压输入值＞反馈水压输入值，则将PID输出值、PID输出值滤波后输出、历史PID输出值滤波后输出传输至积分运算过程，其中，PID输出值、PID输出值滤波后输出、历史PID输出值滤波后输出均等于预置频率加上补偿系数；若判断给定水压输入值≤反馈水压输入值，则将PID输出值、PID输出值滤波后输出、历史PID输出值滤波后输出全部清零；
具体的，由于PID控制器的运算速度远远大于电机中PWM的识别速度，且PID控制器的PID输出值的精度非常高，通常精确到小数点后多位，而PWM的识别能力有限，因此，为了能够使PID输出值能够被电机识别，通过预设固定点算法对和滤波算法，将PID输出值转换为固定点算法表达的可被PWM完整识别的值；本实施例中采用IQmath算法，将浮点数转化为整数计算，然后再将整数转为浮点数。
如16777216为实数1的IQ1标幺值，此时，PID输出值＝预置频率*IQ1/频率上限+补偿系数。
步骤S2、根据所述频率误差确定所述PID控制器中本次参与比例运算的比例值、参与积分运算的积分值、参与微分运算的微分值；
具体地，根据所述比例增益Kp和所述频率误差确定本次参与比例运算的比例值Up，Up＝Kp*频率误差，其中，频率误差为根据给定水压输入值和反馈水压输入值之间的差值，以及电机的工作参数，确定需要补偿的频率误差；
在没有达到频率上限或频率下限的前提下，根据上次参与积分运算的积分值Ui’、所述比例增益Ki、所述频率误差以及补偿值确定本次参与积分运算的积分值Ui，Ui＝Ui’+Ki*频率误差+补偿值；
根据本次参与比例运算的比例值Up与上次参与比例运算的比例值Up’的差值，以及所述微分增益Kd，确定本次参与微分运算的微分值Ud＝Kd*(Up-Up’)；
具体地，在积分运算前，还需要设定积分上限和积分下限，保证Ui值在最大和最小允许范围内，以免输出频率(即PID输出值)大于电机的频率上限或小于电机的频率下限；其中，若输出频率大于所述频率上限或小于所述频率下限，则参与积分运算的积分值为上次积分运算环节的积分值。
步骤S3、根据所述比例值、积分值和微分值确定所述PID控制器的输出饱和值，并确定经比例运算、积分运算、微分运算后所述PID控制器的PID输出值，将所述PID输出值发送至所述电机；
具体地，确定比例值、积分值和微分值后，即可得到PID控制器的输出饱和值，即为Ud+Ui+Up的总合，该输出饱和值用于计算步骤S2中的补偿值，补偿值＝Pout-(Ud+Ui+Up)，其中，Pout为PID输出值，即本次比例运算、积分运算、微分运算后所述PID控制器的输出值。
具体地，此处补偿值同样需要采用IQmath算法进行处理，补偿值＝8388608*[Pout-(Ud+Ui+Up)]，其中，8388608为实数0.5的IQ24标幺值；
同时，还需要对Pout进行滤波处理，减缓了输入至电机的频率，为电机预留充足的识别、反应时间；本实施例中采用一阶滤波算法，具体如下：
Poutflt＝Pout*8388608/闭环输出滤波时间+Pout*(16777216–8388608/闭环输出滤波时间)+100；
其中：Poutflt为Pout滤波后的输出值。
8388608是实数0.5的IQ24标幺值。
16777216是实数1的IQ24标幺值。
闭环输出滤波时间为参数，参数可修改，修改范围在0--65535。
100，是补偿系数。
步骤S4、以所述PID输出值和所述输出饱和值的差值作为补偿值补偿下次参与积分运算所述积分值，直至所述PID输出值达到所述频率上限或频率下限。
上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
本发明第四实施例提供了一种恒压供水装置，应用于泵控供水系统，所述泵控供水系统包括至少一个电机，所述恒压供水装置包括连接电机的比例积分微分PID控制器，如图3中所示，所述PID控制器包括：
闭环运行模块10，用于若判断所述PID控制器未关闭，则根据给定水压输入值和反馈水压输入值之间的差值确定电机需要补偿的频率误差，以及所述PID控制器对应电机的频率上限和频率下限；
运算环境计算模块20，用于根据所述频率误差确定所述PID控制器中本次参与比例运算的比例值、参与积分运算的积分值、参与微分运算的微分值；
输出模块30，用于根据所述比例值、积分值和微分值确定所述PID控制器的输出饱和值，并确定经比例运算、积分运算、微分运算后所述PID控制器的PID输出值，将所述PID输出值发送至所述电机；
积分值反馈模块40，用于以所述PID输出值和所述输出饱和值的差值作为补偿值补偿下次参与积分运算所述积分值，直至所述PID输出值达到所述频率上限或频率下限。
本发明第五实施例涉及一种服务器，如图4所示，包括处理器(processor)810、通信接口(Communications Interface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行如上述各实施例所述恒压供水方法的步骤。例如包括：
其中，存储器和处理器采用通信总线方式连接，通信总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，通信总线将一个或多个处理器和存储器的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在通信总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器。
处理器负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器可以被用于存储处理器在执行操作时所使用的数据。
本发明第六实施例涉及一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现如上述各实施例所述恒压供水方法的步骤。例如包括：
即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种恒压供水方法，应用于泵控供水系统，所述泵控供水系统包括至少一个电机，每个电机对应一个比例积分微分PID控制器，其特征在于，所述恒压供水方法包括：
若判断所述PID控制器未关闭，则根据给定水压输入值和反馈水压输入值之间的差值确定对应电机需要补偿的频率误差，并确定所述PID控制器对应电机的频率上限和频率下限；
根据所述频率误差确定所述PID控制器中本次参与比例运算的比例值、参与积分运算的积分值、参与微分运算的微分值；
根据所述比例值、积分值和微分值确定所述PID控制器的输出饱和值，并确定经比例运算、积分运算、微分运算后所述PID控制器的PID输出值，将所述PID输出值发送至所述电机；
以所述PID输出值和所述输出饱和值的差值作为补偿值补偿下次参与积分运算所述积分值，直至所述PID输出值达到所述频率上限或频率下限。
2.根据权利要求1所述的恒压供水方法，其特征在于，若判断所述PID控制器关闭，且所述给定水压输入值大于所述反馈水压输入值，则周期性将所述PID控制器关闭前的PID输出值、PID输出值滤波后的值反馈至积分运算过程，并存储所述PID输出值；
若判断所述PID控制器关闭，且所述给定水压输入值不大于所述反馈水压输入值，则清空PID输出值和PID输出值滤波后的值。
3.根据权利要求1所述的恒压供水方法，其特征在于，所述根据所述频率误差确定所述PID控制器中本次参与比例运算的比例值、参与积分运算的积分值、参与微分运算的微分值，具体包括：
确定所述PID控制器的比例增益、积分增益和微分增益；
根据所述比例增益和所述频率误差确定本次参与比例运算的比例值；
若判断上次所述PID输出值未达到所述频率上限或频率下限，则根据上次参与积分运算的积分值、所述比例增益、所述频率误差以及所述补偿值确定本次参与积分运算的积分值；
根据本次参与比例运算的比例值与上次参与比例运算的比例值的差值，以及所述微分增益，确定本次参与微分运算的微分值。
4.根据权利要求3所述的恒压供水方法，其特征在于，若判断上次所述PID输出值大于所述频率上限或小于所述频率下限，则本次参与积分运算的积分值等于上次参与积分运算的积分值。
5.根据权利要求3所述的恒压供水方法，其特征在于，所述确定所述PID控制器的比例增益、积分增益和微分增益，具体包括：
根据所述PID控制器的参数切换功能中选择的档位确定对应档位下的初始比例增益、初始积分增益和初始微分增益；其中，所述参数切换功能包括多个可选的档位，每个档位对应不同的给定水压输入值；
确定泵控供水系统对应的误差系数；
根据所述初始比例增益、所述初始积分增益和所述初始微分增益确定所述PID控制器的比例增益、积分增益和微分增益。
6.根据权利要求1所述的恒压供水方法，其特征在于，所述输出饱和值为所述比例值、所述积分值和所述微分值的线性相加值。
7.根据权利要求1所述的恒压供水方法，其特征在于，所述将所述PID输出值发送至所述电机，具体包括：
根据预设固定点算法对和滤波算法对所述PID输出值进行处理：
上式中，Pout为PID输出值，Poutflt为所述PID输出值滤波后的值，A为实数0～1在所述预设固定点算法中对应的标幺值，B为实数1在所述预设固定点算法中对应的标幺值，T为PID控制器的闭环输出滤波时间；M为补偿系数；
将所述PID输出值滤波后的值发送至所述电机。
8.一种恒压供水装置，应用于泵控供水系统，所述泵控供水系统包括至少一个电机，所述恒压供水装置包括连接电机的比例积分微分PID控制器，其特征在于，所述PID控制器包括：
闭环运行模块，用于若判断所述PID控制器未关闭，则根据给定水压输入值和反馈水压输入值之间的差值确定对应电机需要补偿的频率误差，并确定所述PID控制器对应电机的频率上限和频率下限；
运算环境计算模块，用于根据所述频率误差确定所述PID控制器中本次参与比例运算的比例值、参与积分运算的积分值、参与微分运算的微分值；
输出模块，用于根据所述比例值、积分值和微分值确定所述PID控制器的输出饱和值，并确定经比例运算、积分运算、微分运算后所述PID控制器的PID输出值，将所述PID输出值发送至所述电机；
积分值反馈模块，用于以所述PID输出值和所述输出饱和值的差值作为补偿值补偿下次参与积分运算所述积分值，直至所述PID输出值达到所述频率上限或频率下限。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至7任一项所述恒压供水方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述恒压供水方法的步骤。
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