CN113075881A - 一种pid控制器的参数调节方法、装置及电子设备 - Google Patents

一种pid控制器的参数调节方法、装置及电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN113075881A
CN113075881A CN202110337136.1A CN202110337136A CN113075881A CN 113075881 A CN113075881 A CN 113075881A CN 202110337136 A CN202110337136 A CN 202110337136A CN 113075881 A CN113075881 A CN 113075881A
Authority
CN
China
Prior art keywords
error
control
current
pid
fluctuation rate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110337136.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113075881B (zh
Inventor
陈思远
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sany Heavy Machinery Ltd
Original Assignee
Sany Heavy Machinery Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sany Heavy Machinery Ltd filed Critical Sany Heavy Machinery Ltd
Priority to CN202110337136.1A priority Critical patent/CN113075881B/zh
Publication of CN113075881A publication Critical patent/CN113075881A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113075881B publication Critical patent/CN113075881B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00—Automatic controllers
    • G05B11/01—Automatic controllers electric
    • G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
    • G05B11/42—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P. I., P. I. D.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

本发明提供了一种PID控制器的参数调节方法、装置及电子设备，该方法包括：获取PID控制器的当前PID控制参数、目标控制对象的当前控制误差及当前误差波动率；基于预设PID评价指标，分别确定控制误差和误差波动率对应的权重；基于当前控制误差、当前误差波动率以及控制误差和误差波动率对应的权重，确定目标控制对象的目标控制量；基于目标控制量及当前控制误差，对当前PID控制参数进行更新。解决了传统控制方法不精确的问题，实现智能电气化，并且不同于现有PID参数调节方法，无需选取隶属度函数和模糊规则库，降低了人为经验等不准确性因素的影响，整个参数调节过程更为简单、高效，且有利于对系统的超调进行及时处理。

Description

一种PID控制器的参数调节方法、装置及电子设备
技术领域
本发明涉及机械设备技术领域，具体涉及一种PID控制器的参数调节方法、装置及电子设备。
背景技术
近年来，随着挖掘机的应用越来越广泛，对其产品的性能优化需求也越来越多。其中目前的挖掘机大都采用电磁阀来进行液压油的分配，电磁阀在液压系统中有着举足轻重的作用，其控制及调整整个液压油系统的流量、方向和速度以保证整个挖掘动作的精度和准确性。但是由于挖掘机的电磁阀是通过电磁线圈得电与失电驱动，所以经常由于使用时间长、电压不稳定、线圈线路搭铁等因素而出现故障。在现有技术中针对挖掘机中电磁阀常见出现故障的问题，人们开始采用新的智能化的阀门控制体系来替代传统的电磁阀，其中，通过利用智能阀门定位器与阀门配合进行液压油的调节成为新的研究方向。
目前，采用PID算法对智能阀门定位器进行控制是最为常见的智能阀门定位器控制方式，但是，由于智能阀门定位器大部分是根据力平衡理论设计，其通过重复调整弹簧螺钉位置来实现力的平衡。而弹簧螺钉位置与部件的气腔体积，气源变化，温度，振动变化等因素均有关系，容易受到这些因素的干扰。由于传统的PID控制器的动态控制性能较差，在现有技术中，最常用的对PID参数进行动态调整的方式为利用模糊控制调节PID参数，但是这种方式依赖于隶属度函数的选择及模糊控制规则库的设计，需要大量的人工历史操作经验，造成参数调节过程复杂，调节速度慢、效率低，因此，难以适用于液压油这种控制响应速率要求非常高的场景，因此，如何实现PID参数的快速调节，对提升挖掘机的工作性能具有重要意义。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种PID控制器的参数调节方法、装置及电子设备以克服现有技术中PID控制器的参数动态调节速度慢、效率低的问题。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种PID控制器的参数调节方法，PID控制器用于对目标控制对象进行控制，所述方法包括：
获取PID控制器的当前PID控制参数、所述目标控制对象的当前控制误差及当前误差波动率；
基于预设PID评价指标，分别确定控制误差和误差波动率对应的权重；
基于所述当前控制误差、所述当前误差波动率以及控制误差和误差波动率对应的权重，确定所述目标控制对象的目标控制量；
基于所述目标控制量及所述当前控制误差，对所述当前PID控制参数进行更新。
可选地，所述基于预设PID评价指标，分别确定控制误差和误差波动率对应的权重，包括：
分别计算所述当前控制误差在不同权重值下对应所述预设PID评价指标的指标值；
将所述指标值的最小值所对应的权重值确定为控制误差的权重值；
基于所述控制误差的权重值，确定所述误差波动率对应的权重值。
可选地，通过如下公式确定所述当前控制误差对应的权重值：
Figure BDA0002997924670000021
其中，β表示当前控制误差对应的权重值，|E|表示控制误差的绝对值，β0和Kβ表示描述|E|的调整因子，并且0≤β0≤0.5，0≤Kβ≤1－β0，|E|max表示最大历史控制误差。
可选地，所述分别计算所述当前控制误差在不同权重值下对应所述预设PID评价指标的指标值，包括：
按照预设控制精度要求，确定调整因子β0和Kβ的数值组合；
分别计算不同数值组合下对应的所述预设PID评价指标的指标值。
可选地，所述预设PID评价指标通过如下公式表示：
Figure BDA0002997924670000031
其中，J表示预设PID评价指标的指标值，|e(t)|表示在当前权重值下所述目标控制对象的控制误差。
可选地，通过如下公式计算确定所述目标控制量：
U＝βE+(1-β)EC，
其中，U表示目标控制量，β表示控制误差对应的权重，1-β表示误差波动率对应的权重，E表示当前控制误差，EC表示当前误差波动率。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种PID控制器的参数调节装置，PID控制器用于对目标控制对象进行控制，所述装置包括：
获取模块，用于获取PID控制器的当前PID控制参数、所述目标控制对象的当前控制误差及当前误差波动率；
第一处理模块，用于基于预设PID评价指标，分别确定控制误差和误差波动率对应的权重；
第二处理模块，用于基于所述当前控制误差、所述当前误差波动率以及控制误差和误差波动率对应的权重，确定所述目标控制对象的目标控制量；
第三处理模块，用于基于所述目标控制量及所述当前控制误差，对所述当前PID控制参数进行更新。
根据第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，应用于PID控制器，所述PID控制器用于对目标控制对象进行控制，所述电子设备包括：
存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面，或者第一方面任意一种可选实施方式中所述的方法。
可选地，所述目标控制对象为智能阀门定位器。
根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面，或者第一方面任意一种可选实施方式中所述的方法。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明实施例提供的PID控制器的参数调节方法、装置及电子设备，通过获取PID控制器的当前PID控制参数、目标控制对象的当前控制误差及当前误差波动率；基于预设PID评价指标，分别确定控制误差和误差波动率对应的权重；基于当前控制误差、当前误差波动率以及控制误差和误差波动率对应的权重，确定目标控制对象的目标控制量；基于目标控制量及当前控制误差，对当前PID控制参数进行更新。从而能对阀门运行过程中的相关控制参数进行自主调整及优化，实现对阀门位置的准确控制，从而解决了传统控制方法不精确的问题，实现了智能电气化，并且不同于现有基于模糊控制PID参数调节方法，无需选取隶属度函数和模糊规则库，降低了人为经验等不准确性因素的影响，整个参数调节过程更为简单、高效，且有利于对系统的超调进行及时处理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的PID控制器的基本结构示意图；
图2为本发明实施例的智能阀门定位器的工作原理示意图；
图3为本发明实施例的PID控制器的参数调节方法的流程图；
图4为本发明实施例的PID控制器的动态参数控制过程原理示意图；
图5为本发明实施例的PID控制器的参数调节装置的结构示意图；
图6为本发明实施例的电子设备的结构示意图。
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，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
近年来，随着挖掘机的应用越来越广泛，对其产品的性能优化需求也越来越多。其中目前的挖掘机大都采用电磁阀来进行液压油的分配，电磁阀在液压系统中有着举足轻重的作用，其控制及调整整个液压油系统的流量、方向和速度以保证整个挖掘动作的精度和准确性。但是由于挖掘机的电磁阀是通过电磁线圈得电与失电驱动，所以经常由于使用时间长、电压不稳定、线圈线路搭铁等因素而出现故障。在现有技术中针对挖掘机中电磁阀常见出现故障的问题，人们开始采用新的智能化的阀门控制体系来替代传统的电磁阀，其中，通过利用智能阀门定位器与阀门配合进行液压油的调节成为新的研究方向。
目前，采用PID算法对智能阀门定位器进行控制是最为常见的智能阀门定位器控制方式，PID控制器的基本结构如图1所示，设控制对象的输入输出分别为r(t)和y(t)，则两者之间偏差为e(t)＝r(t)－y(t)，PID控制器通过各种差分和积分运算对控制对象进行控制：
Figure BDA0002997924670000061
Figure BDA0002997924670000062
其中Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数。PID控制器的工作性能与这三个参数密切相关。PID控制器鲁棒性强，易实现，可以降低非线性滞后现象。然而，传统的PID控制器的动态控制性能较差，由于PID参数一般是固定的，不能根据动态变化实时调整PID参数。
但是，由于智能阀门定位器大部分是根据力平衡理论设计，其通过重复调整弹簧螺钉位置来实现力的平衡。而弹簧螺钉位置与部件的气腔体积，气源变化，温度，振动变化等因素均有关系，容易受到这些因素的干扰，需要不断改变Kp，Ki和Kd来调节控制精度。由于传统的PID控制器的动态控制性能较差，在现有技术中，最常用的对PID参数进行动态调整的方式为利用模糊控制调节PID参数，但是这种方式依赖于隶属度函数的选择及模糊控制规则库的设计，需要大量的人工历史操作经验，造成参数调节过程复杂，调节速度慢、效率低，因此，难以适用于液压油这种控制响应速率要求非常高的场景，因此，如何实现PID参数的快速调节，对提升挖掘机的工作性能具有重要意义。
基于上述问题，本发明实施例提供了一种PID控制器的参数调节方法，PID控制器用于对目标控制对象进行控制，在本发明实施例中，是以智能阀门定位器为目标控制对象为例进行的说明，如图2所示，该智能电磁阀定位器采用控制器输出的电流作为控制信号，电流控制信号转化为气压信号，通过气压信号来调节阀门开度。阀门产生动作后，阀杆会产生一定位移，将相关信号传输给阀门定位器。定位器分析比对输入的控制信号和阀门反馈信号。当两者信号不同，则阀门的驱动部件气电动放大器PV1和PV2将工作至两者相同。两者信号相同时，则阀门开度将不变。在控制系统中控制器采集控制器的阀门开度信号，同时计算出信号与实际开度的反馈信号差，根据信号差大小产生电压信号来控制压电气动放大器PV1和PV2.如果信号差为零，则控制阀A和B将闭合。由于阀门A和B将控制阀门膜头的进气量和出气量。所以若正信号误差较大，则阀A将快速开启，阀B闭合，则阀门膜头气压加大。当负信号误差较大时，则阀A闭合，阀B快速开启，则阀门膜头气压降低。所以，阀门膜头气压存在不稳定性，将使得控制信号模糊，从而影响精度。需要说明的是，在实际应用中，该目标控制对象还可以是其他采用PID控制器进行控制的装置或设备，本发明并不以此为限。
如图3所示，该PID控制器的参数调节方法具体包括如下步骤：
步骤S101：获取PID控制器的当前PID控制参数、目标控制对象的当前控制误差及当前误差波动率。
其中，PID控制器的当前PID控制参数包括：比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd。
步骤S102：基于预设PID评价指标，分别确定控制误差和误差波动率对应的权重。
其中，在本发明实施例中，上述预设PID评价指标对应的函数通过如下公式表示：
Figure BDA0002997924670000081
其中，J表示预设PID评价指标的指标值，|e(t)|表示在当前权重值下目标控制对象的控制误差。
步骤S103：基于当前控制误差、当前误差波动率以及控制误差和误差波动率对应的权重，确定目标控制对象的目标控制量。
其中，通过如下公式计算确定目标控制量：
U＝βE+(1-β)EC，
其中，U表示目标控制量，β表示控制误差对应的权重，1-β表示误差波动率对应的权重，E表示当前控制误差，EC表示当前误差波动率。
步骤S104：基于目标控制量及当前控制误差，对当前PID控制参数进行更新。
其中，将目标控制量及当前控制误差求和后输入PID控制器中所得到的PID控制器对应的控制参数即为目标控制参数，并利用该目标控制参数作为PID控制器的控制参数对智能阀门定位器进行控制，进而实现了对智能发明定位器的实时控制参数的调节，提高了发明的控制精确度，有利于提高挖掘机的工作性能。
通过执行上述步骤，本发明实施例提供的PID控制器的参数调节方法能对阀门运行过程中的相关控制参数进行自主调整及优化，实现对阀门位置的准确控制，从而解决了传统控制方法不精确的问题，实现了智能电气化，并且不同于现有基于模糊控制PID参数调节方法，无需选取隶属度函数和模糊规则库，降低了人为经验等不准确性因素的影响，整个参数调节过程更为简单、高效，且有利于对系统的超调进行及时处理。
具体地，在一实施例中，上述的步骤S102具体包括如下步骤：
步骤S201：分别计算当前控制误差在不同权重值下对应预设PID评价指标的指标值。
其中，通过如下公式确定当前控制误差对应的权重值：
Figure BDA0002997924670000091
其中，β表示当前控制误差对应的权重值，|E|表示控制误差的绝对值，β0和Kβ表示描述|E|的调整因子，并且0≤β0≤0.5，0≤Kβ≤1－β0，|E|max表示最大历史控制误差。
具体地，上述步骤S201实现过程为按照预设控制精度要求，确定调整因子β0和Kβ的数值组合；分别计算不同数值组合下对应的预设PID评价指标的指标值。其中，预设控制精度要求越高，β0和Kβ的数值组合方式越多，
步骤S202：将指标值的最小值所对应的权重值确定为控制误差的权重值。
其中，当指标值最小时，表明PID控制器的当前控制性能最佳，因此，将最小的指标值对应的权重确定为控制误差的最终权重。
步骤S203：基于控制误差的权重值，确定误差波动率对应的权重值。
具体地，控制误差的权重值与误差波动率的权重值之和为1，因此，在确定控制误差的最终权重后即可确定误差波动率对应的最终权重。
下面将结合具体应用实例，对本发明实施例提供的PID控制器的参数调节方法的实现原理及工作过程进行详细的说明。
图4为控制参数动态调节PID控制器自循环控制原理示意图，该控制器是一种闭环循环调节控制，由两个部分组成：优化误差系统和PID控制器，首先通过优化误差系统得到一个新的输入e值，再将这个值输入到PID控制器中，得到新的目标量u，再负反馈至新的输入值e。其中进入控制器的误差e和最终输出的控制律u之间是一种动态的PID控制。
首先设定区间0≤β0≤0.5，0≤Kβ≤1－β0，该区间能够及时调整比例系数β，通过循环β的值，可驱动整个闭环控制器循环。该控制器初始启动时，系统输入误差为e，利用当前的E，EC，β0和Kβ初始值，可得到β值，再得到此刻的调整函数U＝βE+(1-β)EC的值，该函数能调整此刻进入PID控制器的误差，使e＝e+U进入PID控制器，根据现有的PID技术理论公式。Kp，Ki和Kd为PID控制器的控制参数，与控制律u之间有固定的查分积分微分公式关系。PID控制器可自主生成当前的Kp，Ki，Kd参数值，输出目标量u。随后β值变化，系统会进入下一时刻的循环，此时借助于目标函数J来表征整个控制系统的稳定性，通常可由时间同绝对误差的积作为分析控制器参数性能的指标函数，该指标函数为
Figure BDA0002997924670000101
该指标函数能够表示控制系统超调量的大小，J值越小，表征误差波动越小，系统越稳定。每一次循环，系统计算对应的J的值，可根据该值对控制器参数Kp和Ki和Kd进行寻优，整个区间0≤β0≤0.5，0≤Kβ≤1－β0运行结束时，系统中目标函数J最小的时刻的Kp，Ki，Kd值，即为智能阀门定位器最优的控制参数的组合，这种控制方式能够对控制参数进行自主调控，从而实现对控制器数据信号的较为精确的调控。
由于智能阀门定位器工作时，气源压力存在不稳定时，通过利用上述方法，PID控制器的控制参数可根据实际情况需要进行动态循环调整，使得整个控制系统为自适应调控系统，整个控制过程简单、高效，有利于保持挖掘机工作性能的稳定。
通过执行上述步骤，本发明实施例提供的PID控制器的参数调节方法能对阀门运行过程中的相关控制参数进行自主调整及优化，实现对阀门位置的准确控制，从而解决了传统控制方法不精确的问题，实现了智能电气化，并且不同于现有基于模糊控制PID参数调节方法，无需选取隶属度函数和模糊规则库，降低了人为经验等不准确性因素的影响，整个参数调节过程更为简单、高效，且有利于对系统的超调进行及时处理。
本发明实施例还提供了一种PID控制器的参数调节装置，PID控制器用于对目标控制对象进行控制，如图5所示，该PID控制器的参数调节装置具体包括：
获取模块101，用于获取PID控制器的当前PID控制参数、目标控制对象的当前控制误差及当前误差波动率。详细内容参见上述方法实施例中步骤S101的相关描述，在此不再进行赘述。
第一处理模块102，用于基于预设PID评价指标，分别确定控制误差和误差波动率对应的权重。详细内容参见上述方法实施例中步骤S102的相关描述，在此不再进行赘述。
第二处理模块103，用于基于当前控制误差、当前误差波动率以及控制误差和误差波动率对应的权重，确定目标控制对象的目标控制量。详细内容参见上述方法实施例中步骤S103的相关描述，在此不再进行赘述。
第三处理模块104，用于基于目标控制量及当前控制误差，对当前PID控制参数进行更新。详细内容参见上述方法实施例中步骤S104的相关描述，在此不再进行赘述。
本发明实施例提供的PID控制器的参数调节装置，用于执行上述实施例提供的PID控制器的参数调节方法，其实现方式与原理相同，详细内容参见上述方法实施例的相关描述，不再赘述。
通过上述各个组成部分的协同合作，本发明实施例提供的漏PID控制器的参数调节装置能对阀门运行过程中的相关控制参数进行自主调整及优化，实现对阀门位置的准确控制，从而解决了传统控制方法不精确的问题，实现了智能电气化，并且不同于现有基于模糊控制PID参数调节方法，无需选取隶属度函数和模糊规则库，降低了人为经验等不准确性因素的影响，整个参数调节过程更为简单、高效，且有利于对系统的超调进行及时处理。
本发明实施例还提供了一种电子设备，应用于PID控制器，PID控制器用于对目标控制对象进行控制，在本发明实施例中，上述的目标控制对象为智能阀门定位器。如图6所示，处理器901和存储器902，其中，处理器901和存储器902可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。
处理器901可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器901还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器902作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如上述方法实施例中的方法所对应的程序指令/模块。处理器901通过运行存储在存储器902中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的方法。
存储器902可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器901所创建的数据等。此外，存储器902可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器902可选包括相对于处理器901远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器901。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
一个或者多个模块存储在存储器902中，当被处理器901执行时，执行上述方法实施例中的方法。
上述电子设备控制设备具体细节可以对应参阅上述实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
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流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，实现的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read－Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid－State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种PID控制器的参数调节方法，PID控制器用于对目标控制对象进行控制，其特征在于，所述方法包括：
获取PID控制器的当前PID控制参数、所述目标控制对象的当前控制误差及当前误差波动率；
基于预设PID评价指标，分别确定控制误差和误差波动率对应的权重；
基于所述当前控制误差、所述当前误差波动率以及控制误差和误差波动率对应的权重，确定所述目标控制对象的目标控制量；
基于所述目标控制量及所述当前控制误差，对所述当前PID控制参数进行更新。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预设PID评价指标，分别确定控制误差和误差波动率对应的权重，包括：
分别计算所述当前控制误差在不同权重值下对应所述预设PID评价指标的指标值；
将所述指标值的最小值所对应的权重值确定为控制误差的权重值；
基于所述控制误差的权重值，确定所述误差波动率对应的权重值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
通过如下公式确定所述当前控制误差对应的权重值：
Figure FDA0002997924660000011
其中，β表示当前控制误差对应的权重值，|E|表示控制误差的绝对值，β0和Kβ表示描述|E|的调整因子，并且0≤β0≤0.5，0≤Kβ≤1－β0，|E|max表示最大历史控制误差。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分别计算所述当前控制误差在不同权重值下对应所述预设PID评价指标的指标值，包括：
按照预设控制精度要求，确定调整因子β0和Kβ的数值组合；
分别计算不同数值组合下对应的所述预设PID评价指标的指标值。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设PID评价指标通过如下公式表示：
Figure FDA0002997924660000021
其中，J表示预设PID评价指标的指标值，|e(t)|表示在当前权重值下所述目标控制对象的控制误差。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过如下公式计算确定所述目标控制量：
U＝βE+(1-β)EC，
其中，U表示目标控制量，β表示控制误差对应的权重，1-β表示误差波动率对应的权重，E表示当前控制误差，EC表示当前误差波动率。
7.一种PID控制器的参数调节装置，PID控制器用于对目标控制对象进行控制，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取PID控制器的当前PID控制参数、所述目标控制对象的当前控制误差及当前误差波动率；
第一处理模块，用于基于预设PID评价指标，分别确定控制误差和误差波动率对应的权重；
第二处理模块，用于基于所述当前控制误差、所述当前误差波动率以及控制误差和误差波动率对应的权重，确定所述目标控制对象的目标控制量；
第三处理模块，用于基于所述目标控制量及所述当前控制误差，对所述当前PID控制参数进行更新。
8.一种电子设备，应用于PID控制器，所述PID控制器用于对目标控制对象进行控制，其特征在于，
所述电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1－6任一项所述的方法。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述目标控制对象为智能阀门定位器。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机从而执行如权利要求1－6任一项所述的方法。
CN202110337136.1A 2021-03-29 2021-03-29 一种pid控制器的参数调节方法、装置及电子设备 Active CN113075881B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110337136.1A CN113075881B (zh) 2021-03-29 2021-03-29 一种pid控制器的参数调节方法、装置及电子设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110337136.1A CN113075881B (zh) 2021-03-29 2021-03-29 一种pid控制器的参数调节方法、装置及电子设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113075881A true CN113075881A (zh) 2021-07-06
CN113075881B CN113075881B (zh) 2022-11-01

Family

ID=76611301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110337136.1A Active CN113075881B (zh) 2021-03-29 2021-03-29 一种pid控制器的参数调节方法、装置及电子设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113075881B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113864292A (zh) * 2021-10-28 2021-12-31 三一重机有限公司 电液伺服控制器及其构建方法、电液伺服系统、作业机械
CN114063441A (zh) * 2021-11-17 2022-02-18 北京通敏未来动力科技有限公司 一种电动缸加载控制方法、装置、电子设备及存储介质
CN114415497A (zh) * 2022-01-19 2022-04-29 上海壁仞智能科技有限公司 控制参数调节方法、装置、电子设备和存储介质
CN117366800A (zh) * 2023-10-16 2024-01-09 北京绿卡科技有限公司 基于模糊pid控制的跨临界二氧化碳制冷系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102621882A (zh) * 2012-03-30 2012-08-01 山东轻工业学院 基于前馈-模糊pid控制的切纸机控制方法
CN106707766A (zh) * 2017-03-09 2017-05-24 中国科学院光电技术研究所 一种基于误差观测器的快反镜前馈控制方法
CN107703749A (zh) * 2017-10-10 2018-02-16 常州大学 一种基于自适应遗传算法的pid参数优化方法
CN109709799A (zh) * 2018-12-29 2019-05-03 西安西驰电气股份有限公司 一种用于动力收放卷的pid模糊控制优化方法
CN109991856A (zh) * 2019-04-25 2019-07-09 南京理工大学 一种机器人驾驶车辆集成协调控制方法
CN112162481A (zh) * 2020-09-30 2021-01-01 重庆阿泰可科技股份有限公司 基于模糊pid的控制方法、装置和plc控制系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102621882A (zh) * 2012-03-30 2012-08-01 山东轻工业学院 基于前馈-模糊pid控制的切纸机控制方法
CN106707766A (zh) * 2017-03-09 2017-05-24 中国科学院光电技术研究所 一种基于误差观测器的快反镜前馈控制方法
CN107703749A (zh) * 2017-10-10 2018-02-16 常州大学 一种基于自适应遗传算法的pid参数优化方法
CN109709799A (zh) * 2018-12-29 2019-05-03 西安西驰电气股份有限公司 一种用于动力收放卷的pid模糊控制优化方法
CN109991856A (zh) * 2019-04-25 2019-07-09 南京理工大学 一种机器人驾驶车辆集成协调控制方法
CN112162481A (zh) * 2020-09-30 2021-01-01 重庆阿泰可科技股份有限公司 基于模糊pid的控制方法、装置和plc控制系统

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113864292A (zh) * 2021-10-28 2021-12-31 三一重机有限公司 电液伺服控制器及其构建方法、电液伺服系统、作业机械
CN113864292B (zh) * 2021-10-28 2023-05-30 三一重机有限公司 电液伺服控制器及其构建方法、电液伺服系统、作业机械
CN114063441A (zh) * 2021-11-17 2022-02-18 北京通敏未来动力科技有限公司 一种电动缸加载控制方法、装置、电子设备及存储介质
CN114415497A (zh) * 2022-01-19 2022-04-29 上海壁仞智能科技有限公司 控制参数调节方法、装置、电子设备和存储介质
CN117366800A (zh) * 2023-10-16 2024-01-09 北京绿卡科技有限公司 基于模糊pid控制的跨临界二氧化碳制冷系统
CN117366800B (zh) * 2023-10-16 2024-03-19 北京绿卡科技有限公司 基于模糊pid控制的跨临界二氧化碳制冷系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN113075881B (zh) 2022-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113075881B (zh) 一种pid控制器的参数调节方法、装置及电子设备
CN104199283A (zh) 一种电液伺服在线自调整模糊pid控制的测试系统及控制方法
KR101849464B1 (ko) Pid 게인 자동 튜닝 방법
CN111352450B (zh) 一种数字比例阀流量控制系统及方法
CN107194019B (zh) 一种节流阀的开度调节方法与装置
CN110703693B (zh) 一种机床进给系统的迭代学习前馈控制方法及系统
CN103618486A (zh) 一种模糊控制的直流电机调速方法
WO2022121446A1 (zh) 控制系统、无功电压控制方法和装置、介质以及计算装置
KR102382047B1 (ko) Pso를 이용한 모터 제어기의 자동 학습 튜닝 시스템
US9098078B2 (en) Control algorithm based on modeling a controlled object
Sharifian et al. Velocity control of DC motor based intelligent methods and optimal integral state feed back controller
US20230176532A1 (en) Control assist device, control device, and control assist method
Anusha et al. Comparison of tuning methods of PID controller
CN115933364B (zh) 一种pid控制器参数优化方法、装置、设备、存储介质
CN116594288A (zh) 一种基于天牛须模糊pid的控制方法及系统
Engin et al. Auto-tuning of PID parameters with programmable logic controller
US20230324885A1 (en) Control assistance device, control system, and control assistance method
JP6848710B2 (ja) プラント制御調整装置及び方法
CN107191154B (zh) 井口回压调控方法与装置
CN115903465A (zh) 一种板换电动调节阀的智能pid控制方法及系统
CN110850710A (zh) 基于无模型自适应控制的水电机组控制优化方法
JP6870284B2 (ja) プラント制御調整装置
CN117970857B (zh) 一种远程智能工业控制方法及系统
Tran et al. Apply Honey Badger Algorithm to double integral sliding mode observer for stable load frequency in multi-area power system
CN115163696B (zh) 一种液压离合器活塞运动的滑模控制方法、装置及其系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant