一种动态PID控制方法和一种动态PID控制器

摘要

本发明涉及一种动态PID控制方法和一种动态PID控制器。动态PID控制方法包括以下步骤：步骤1：定义进行动态PID控制的工作状态数组，工作状态数组包括若干个工作状态变量；步骤2：基于工作状态数组定义进行动态PID控制的控制参数状态方程；步骤3：基于控制状态参数方程构造进行动态PID控制的控制方程；步骤4：检测工作状态数组中的各工作状态变量的实时值，进而得到实时的控制方程，从而利用实时的控制方程进行PID控制。动态PID控制器采用如上述动态PID控制方法。本发明的动态PID控制方法能过适应于各种工作状态，实现全工作状态下下的最优动态控制性能；本发明的动态PID控制器是一种全工况、高性能的控制器。

说明书

技术领域

本发明属于控制工程领域，具体涉及一种动态PID控制方法和动态PID控制器。

背景技术

目前电力电子电能变换通常使用常规PID控制器进行闭环调节，但由于开关器件死区、无源器件会随电应力变化而参数特性发生变化等非线性因素影响，导致常规PID控制器无法保证电能变换器在所有工作状态下都具有最优的性能。因此需要对常规PID控制器及其控制方式进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在所有工作状态下均能够发挥最优性能的动态PID控制方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种动态PID控制方法，包括以下步骤：

步骤1：定义进行动态PID控制的工作状态数组，所述工作状态数组包括若干个工作状态变量；

步骤2：基于所述工作状态数组定义进行动态PID控制的控制参数状态方程；

步骤3：基于所述控制状态参数方程构造进行动态PID控制的控制方程；

步骤4：检测所述工作状态数组中的各工作状态变量的实时值，进而得到实时的所述控制方程，从而利用实时的所述控制方程进行PID控制。

所述步骤1中，所述工作状态变量为各种电气参数。

所述步骤2中，所述控制参数状态方程为具有数值范围判定逻辑的一阶方程。

所述步骤3中，所述控制方程为：

其中，P(WS)、I(WS)、D(WS)分别为所述控制参数状态方程中的比例参数状态方程、积分参数状态方程、微分参数状态方程，s表示微分算子，1/s表示积分算子。

本发明还提供一种能够在所有工作状态下均能够发挥最优性能的动态PID控制器，其方案是：

一种动态PID控制器，采用如上述动态PID控制方法。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的动态PID控制方法能过适应于各种工作状态，实现全工作状态下下的最优动态控制性能；本发明的动态PID控制器是一种全工况、高性能的控制器。

附图说明

附图1为本发明的动态PID控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：如附图1所示，一种动态PID控制方法，包括以下步骤：

步骤1：定义进行动态PID控制的工作状态数组，工作状态数组包括若干个工作状态变量。

例如，定义工作状态数组WS＝{WS1,WS2,…,WSn}，工作状态变量WSn由系统具体需求确定，通常为电压、电流、功率等电气参数。

步骤2：基于工作状态数组定义进行动态PID控制的控制参数状态方程。控制参数状态方程包括比例参数状态方程Kp＝P(WS)、积分参数状态方程Ki＝I(WS)、微分参数状态方程Kd＝D(WS)，控制参数状态方程根据系统需要确定，通常为具有数值范围判定逻辑的一阶方程，例如对于比例参数状态方程P(WS)如下实施例所示：

步骤3：基于控制状态参数方程构造进行动态PID控制的控制方程。控制方程为：

其中，P(WS)、I(WS)、D(WS)分别为控制参数状态方程中的比例参数状态方程、积分参数状态方程、微分参数状态方程，s表示微分算子，1/s表示积分算子。

步骤4：检测工作状态数组中的各工作状态变量的实时值，进而得到实时的控制方程，从而利用实时的控制方程进行PID控制。

应用上述动态PID控制方法的PID控制器即为能够在所有工作状态下均能够发挥最优性能的动态PID控制器。

本发明通过检测系统工作点的状态而实时获得工作状态变量，来动态地变更控制参数，以使应用该动态PID控制器的装置，如电能变换器在全工作状态下都具备最优的动态性能。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。