CN115128945A - 一种便于pid控制电路增益匹配及标定的自适应p调节电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种便于PID控制电路增益匹配及标定的自适应P调节电路，包括原始误差处理电路、误差识别与匹配电路、自适应误差放大电路。本发明所述的一种便于PID控制电路增益匹配及标定的自适应P调节电路通过对传统PID控制电路的改进设计，实现P参数可匹配可标定的功能，通过对P参数的自适应调节，提高PID控制系统在全参数范围内的控制稳定性。
Description
技术领域
本发明属于自动控制技术领域，尤其是涉及一种便于PID控制电路增益匹配及标定的自适应P调节电路。
背景技术
PID控制电路的应用十分广泛，在各种自动控制系统中，几乎都离不开PID控制电路。在现有的PID控制电路中，P电路的增益往往是固定不变的，很难保证作为非线性的PID控制回路在全误差范围内闭环控制的稳定性，大误差与小误差往往对应着不同的控制参数，特别是P参数。一款优秀的PID控制电路应该随着系统参变量的变化，能自适应的调节应变量，尤其是P参数的自适应。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种便于PID控制电路增益匹配及标定的自适应P调节电路，以解决上述问题的不足之处。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种便于PID控制电路增益匹配及标定的自适应P调节电路，包括原始误差处理电路、误差识别与匹配电路、自适应误差放大电路，所述原始误差处理电路的信号输出端分别电连接至误差识别与匹配电路的信号输入端、自适应误差放大电路的信号输入端，所述误差识别与匹配电路的信号输出端电连接至自适应误差放大电路的通道控制输入端。
进一步的，所述原始误差处理电路包括运算放大器G1，所述运算放大器G1的输入端分别用于接收来自控制目标的给定信号与来自被控对象的反馈信号，运算放大器G1的输出端信号分别连接至误差识别与匹配电路的信号输入端、自适应误差放大电路的信号输入端。
进一步的，所述误差识别与匹配电路包括包含n路比较器电路，每路比较器电路分别包含1个比较器Un、1个分压电阻RW和1个分压电阻RWn，所述比较器Un的正输入端与运算放大器G1的输出端相连接，所述分压电阻RW一端接电源，所述分压电阻RW另一端连到分压电阻RWn的一端，分压电阻RWn的另一端接地，且分压电阻RW与分压电阻RWn连接的公共端形成基准Vren，所述基准Vren与所述比较器Un的负输入端相连接，所述比较器Un的输出端分别连接至自适应误差放大电路的通道控制输入端。
进一步的，所述分压电阻RW的阻值为固定值。
进一步的，所述分压电阻RWn的阻值为变化值。
进一步的，所述自适应误差放大电路包括n个输入电阻Rn、一个反馈电阻Rf、一个运算放大器G2和一个多路开关控制器U2，所述多路开关控制器U2设有n个开关通道Kn和n个通道控制端An，每个比较器Un的输出端分别连接至多路开关控制器U2的n个通道控制端An，所述运算放大器G1的输出端分别通过n个输入电阻Rn连接至多路开关控制器U2的n个开关通道Kn的输入管脚，n个开关通道Kn的输出公共端连接至运算放大器G2的输入端，所述反馈电阻Rf的两端分别连接至运算放大器G2的输入端与输出端，运算放大器G2的输出端用于输出自适应调节后的误差信号。
相对于现有技术，本发明所述的一种便于PID控制电路增益匹配及标定的自适应P调节电路具有以下优势：
(1)本发明所述的一种便于PID控制电路增益匹配及标定的自适应P调节电路，通过对传统P电路的改进设计，实现P参数可匹配可标定的功能；通过对P参数的自适应调节，提高PID控制系统在全参数范围内的控制稳定性，从而提高控制系统的控制品质。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的整体结构流程示意图；
图2为本发明实施例所述的整体结构电路示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1至图2所示，一种便于PID控制电路增益匹配及标定的自适应P调节电路，包括原始误差处理电路、误差识别与匹配电路、自适应误差放大电路，所述原始误差处理电路的信号输出端分别电连接至误差识别与匹配电路的信号输入端、自适应误差放大电路的信号输入端，所述误差识别与匹配电路的信号输出端电连接至自适应误差放大电路的通道控制输入端。本自适应P调节电路，通过对传统P电路的改进设计，实现P参数可匹配可标定的功能；通过对P参数的自适应调节，提高PID控制系统在全参数范围内的控制稳定性，从而提高控制系统的控制品质。
所述原始误差处理电路包括运算放大器G1，所述运算放大器G1的输入端分别用于接收来自控制目标的给定信号与来自被控对象的反馈信号，运算放大器G1的输出端信号分别连接至误差识别与匹配电路的信号输入端、自适应误差放大电路的信号输入端，在本实施例里，在原始误差处理电路中，将来自控制目标的给定信号与来自被控对象的反馈信号进行比较，形成原始误差信号。在实际使用时，运算放大器G1将来自控制目标的给定信号Vtg与来自被控对象的反馈信号Vf进行差值比较，并将差值适当放大后形成原始误差信号Err_I。
所述误差识别与匹配电路包括包含n路比较器电路，每路比较器电路分别包含1个比较器Un、1个分压电阻RW和1个分压电阻RWn，所述比较器Un的正输入端与运算放大器G1的输出端相连接，所述分压电阻RW一端接电源，所述分压电阻RW另一端连到分压电阻RWn的一端，分压电阻RWn的另一端接地，且分压电阻RW与分压电阻RWn连接的公共端形成基准Vren，所述基准Vren与所述比较器Un的负输入端相连接，所述比较器Un的输出端分别连接至自适应误差放大电路的通道控制输入端。在本实施例里，在误差识别与匹配电路中，原始误差信号与多路基准相比较，产生多路控制信号。多路控制信号可组合成多种控制逻辑，多路基准可匹配可标定。
所述分压电阻RW的阻值为固定值。所述分压电阻RWn的阻值为变化值。在本实施例里，所述误差识别与匹配电路，将原始误差信号与多路基准相比较，产生多路控制信号，多路控制信号可组合成多种控制逻辑，多路基准可匹配可标定。误差识别与匹配电路包含n路比较器电路，n路比较器电路包含n个比较器U1-Un、n个分压电阻RW、n个电阻RW1-RWn。在每路比较器电路中，所有比较器Un的正输入端与原始误差信号Err_I相连接，负输入端分别与基准Vre1-Vren相连接，输出端Uo_1-Uo_n分别与自适应误差放大电路多路开关控制器U2的通道控制端A1-An相连接。每路基准Vren连接到两个串联的分压电阻RW、分压电阻RWn的公共端，分压电阻RW、分压电阻RWn跨接在电源与地之间。电阻RW可设置为一个固定的电阻值，分压电阻RWn的阻值需要通过现场试验效果来匹配标定，匹配标定的依据是保证整个PID闭环控制系统在全参数范围内控制特性稳定、快速、精准。在实际使用时，多路基准可通过修改分压电阻值改变基准电压，基准电压通过现场试验的效果来匹配标定，直至实现在全参数范围内整个控制系统都稳定、快速、精准。
所述自适应误差放大电路包括n个输入电阻Rn、一个反馈电阻Rf、一个运算放大器G2和一个多路开关控制器U2，所述多路开关控制器U2设有n个开关通道Kn和n个通道控制端An，每个比较器Un的输出端分别连接至多路开关控制器U2的n个通道控制端An，所述运算放大器G1的输出端分别通过n个输入电阻Rn连接至多路开关控制器U2的n个开关通道Kn的输入管脚，n个开关通道Kn的输出公共端连接至运算放大器G2的输入端，所述反馈电阻Rf的两端分别连接至运算放大器G2的输入端与输出端，运算放大器G2的输出端用于输出自适应调节后的误差信号。在本实施例里，在自适应误差放大电路中，多路开关控制器开关通道的选择由各种组合控制逻辑决定，不同开关通道对应着误差放大电路的不同放大倍数。误差识别与匹配电路与自适应误差放大电路的的结合，可实现增益可匹配可标定的自适应误差放大功能。
在实际使用时，所述自适应误差放大电路，根据误差识别与匹配电路识别出的误差幅值输出开关通道控制信号。自适应误差放大电路包含n个输入电阻R1-Rn、一个反馈电阻Rf、一个运算放大器G2、一个多路开关控制器U2。原始误差处理电路输出的原始误差信号Err_I分别通过输入电阻R1-Rn与多路开关控制器U2的n个开关通道K1-Kn的输入管脚相连接，运算放大器G2的输入端与多路开关控制器U2的n个开关通道K1-Kn的输出公共端相连接，反馈电阻Rf跨接在运算放大器G2的输入端与输出端之间。运算放大器G2的输出端输出自适应调节后的误差信号Err_o。自适应调节后的误差信号Err_o可参与后续PID控制电路的I、D运算。
所述一种便于PID控制电路增益匹配及标定的自适应P调节电路中控制通道n的选取原则，数量尽量少，满足使用要求为最终目标。
所述一种便于PID控制电路增益匹配及标定的自适应P调节电路中基准Vre1-Vren的选取原则，可分段选取，依靠现场试验结果来标定，确保控制系统在整个工作参数范围内能够稳定运行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种便于PID控制电路增益匹配及标定的自适应P调节电路，其特征在于：包括原始误差处理电路、误差识别与匹配电路、自适应误差放大电路，所述原始误差处理电路的信号输出端分别电连接至误差识别与匹配电路的信号输入端、自适应误差放大电路的信号输入端，所述误差识别与匹配电路的信号输出端电连接至自适应误差放大电路的通道控制输入端。
2.根据权利要求1所述的一种便于PID控制电路增益匹配及标定的自适应P调节电路，其特征在于：所述原始误差处理电路包括运算放大器G1，所述运算放大器G1的输入端分别用于接收来自控制目标的给定信号与来自被控对象的反馈信号，运算放大器G1的输出端信号分别连接至误差识别与匹配电路的信号输入端、自适应误差放大电路的信号输入端。
3.根据权利要求2所述的一种便于PID控制电路增益匹配及标定的自适应P调节电路，其特征在于：所述误差识别与匹配电路包括包含n路比较器电路，每路比较器电路分别包含1个比较器Un、1个分压电阻RW和1个分压电阻RWn，所述比较器Un的正输入端与运算放大器G1的输出端相连接，所述分压电阻RW一端接电源，所述分压电阻RW另一端连到分压电阻RWn的一端，分压电阻RWn的另一端接地，且分压电阻RW与分压电阻RWn连接的公共端形成基准Vren，所述基准Vren与所述比较器Un的负输入端相连接，所述比较器Un的输出端分别连接至自适应误差放大电路的通道控制输入端。
4.根据权利要求3所述的一种便于PID控制电路增益匹配及标定的自适应P调节电路，其特征在于：所述分压电阻RW的阻值为固定值。
5.根据权利要求3所述的一种便于PID控制电路增益匹配及标定的自适应P调节电路，其特征在于：所述分压电阻RWn的阻值为变化值。
6.根据权利要求3所述的一种便于PID控制电路增益匹配及标定的自适应P调节电路，其特征在于：所述自适应误差放大电路包括n个输入电阻Rn、一个反馈电阻Rf、一个运算放大器G2和一个多路开关控制器U2，所述多路开关控制器U2设有n个开关通道Kn和n个通道控制端An，每个比较器Un的输出端分别连接至多路开关控制器U2的n个通道控制端An，所述运算放大器G1的输出端分别通过n个输入电阻Rn连接至多路开关控制器U2的n个开关通道Kn的输入管脚，n个开关通道Kn的输出公共端连接至运算放大器G2的输入端，所述反馈电阻Rf的两端分别连接至运算放大器G2的输入端与输出端，运算放大器G2的输出端用于输出自适应调节后的误差信号。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040051938A1 (en) * | 2002-09-16 | 2004-03-18 | Chan Les Yu Chung | Gain controlled optical amplifier |
| CN101395790A (zh) * | 2006-02-28 | 2009-03-25 | Nxp股份有限公司 | 供dc-dc转换器使用的具有精确电平的改进的窗口比较器 |
| CN201702494U (zh) * | 2010-08-12 | 2011-01-12 | 深圳市华意隆实业发展有限公司 | 一种逆变焊机电力半导体超温保护电路 |
| CN104428985A (zh) * | 2012-07-13 | 2015-03-18 | 瑞典爱立信有限公司 | 具有提高的轻负载效率的开关式电源 |
| CN104883060A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-09-02 | 华南理工大学 | 一种面向交错并联pfc的双独立电流环路数字控制方法 |
| CN204761349U (zh) * | 2015-07-02 | 2015-11-11 | 常州创伟电机电器有限公司 | 新型二相步进电机驱动器 |
| CN209030091U (zh) * | 2018-10-22 | 2019-06-25 | 广州金升阳科技有限公司 | 一种变换器控制电路及升压降压变换器 |
| EP3945672A1 (en) * | 2020-07-31 | 2022-02-02 | NXP USA, Inc. | Error amplifier circuits for dc-dc converters, dc-dc converters and controllers |
-
2022
- 2022-05-31 CN CN202210606916.6A patent/CN115128945B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040051938A1 (en) * | 2002-09-16 | 2004-03-18 | Chan Les Yu Chung | Gain controlled optical amplifier |
| CN101395790A (zh) * | 2006-02-28 | 2009-03-25 | Nxp股份有限公司 | 供dc-dc转换器使用的具有精确电平的改进的窗口比较器 |
| CN201702494U (zh) * | 2010-08-12 | 2011-01-12 | 深圳市华意隆实业发展有限公司 | 一种逆变焊机电力半导体超温保护电路 |
| CN104428985A (zh) * | 2012-07-13 | 2015-03-18 | 瑞典爱立信有限公司 | 具有提高的轻负载效率的开关式电源 |
| CN104883060A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-09-02 | 华南理工大学 | 一种面向交错并联pfc的双独立电流环路数字控制方法 |
| CN204761349U (zh) * | 2015-07-02 | 2015-11-11 | 常州创伟电机电器有限公司 | 新型二相步进电机驱动器 |
| CN209030091U (zh) * | 2018-10-22 | 2019-06-25 | 广州金升阳科技有限公司 | 一种变换器控制电路及升压降压变换器 |
| EP3945672A1 (en) * | 2020-07-31 | 2022-02-02 | NXP USA, Inc. | Error amplifier circuits for dc-dc converters, dc-dc converters and controllers |
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