[发明专利]一种PID系统及其参数自动调整方法

权利要求书

1.一种PID系统参数自动调整方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1，配置PID系统误差的阈值区间，具体包括：将误差的正值从小到大分为4个阈值区间：0区间、低值区间、中值区间、以及高值区间，误差的负值从小到大分为4个阈值区间：负的高值区间、负的中值区间、负的低值区间、以及负的0区间；

步骤2，配置PID参数每次调整的步长，形成PID参数调整步长配置表，其中，PID参数调整步长的配置遵循以下原则：根据本采样周期的误差所处的阈值区间，本采样周期的PID参数调整步长配置为相应级别，分为四级：0、低、中、以及高；本采样周期的PID参数调整步长相对于上一采样周期的调整步长要逐级改变；具体的，当误差处于高值区间或负高值区间时，如果参数调整步长上一采样周期为0，则本采样周期为低；如果参数调整步长上一采样周期为低，则本采样周期为中；如果参数调整步长上一采样周期为中或高，则本采样周期为高；当误差处于中值区间或负中值区间时，如果参数调整步长上一采样周期为0，则本采样周期为低；如果参数调整步长上一采样周期为低、中或高，则本采样周期为中；当误差处于低值区间或负低值区间时，如果参数调整步长上一采样周期为0、低或中，则本采样周期为低；如果参数调整步长上一采样周期为高，则本采样周期为中；当误差处于0区间或负0区间时，如果参数调整步长上一采样周期为0或低，则本采样周期为0；如果参数调整步长上一采样周期为中，则本采样周期为低；如果参数调整步长上一采样周期为高，则本采样周期为中或高；

步骤3，用当前采样得到的实测值更新上一次采样得到的实测值，计算目标值与当前采样得到的实测值之差得到误差；

步骤4，根据计算得到的误差的大小，查询所配置的误差阈值区间，确定误差所在的阈值区间；

步骤5，读取所保存的上一采样周期PID参数的调整步长，查询PID参数调整步长配置表，确定本采样周期PID参数的调整步长；

步骤6，将所确定的本采样周期PID参数调整步长与上一采样周期的PID参数相加，得到本采样周期的PID参数；

步骤7，根据本采样周期的PID参数得到PID系统的控制值，返回步骤3。

2.一种PID系统，其特征在于，该系统包括：

实测值获取模块，用于采样得到传感器测量值；

存储器，用于存储目标值、上一采样周期的PID参数调整步长以及上一采样周期的PID参数；

误差计算模块，用于将实测值获取模块获取的实测值与从存储器读取的目标值相减得到误差；

误差阈值及PID参数调整步长配置表，用于配置误差阈值区间以及相应的PID参数调整步长的级别，并针对不同误差阈值区间和上一采样周期的PID参数调整步长所处的不同级别，配置本采样周期调整步长的相应级别；同时，本采样周期的PID参数调整步长相对于上一采样周期的调整步长要逐级改变；

其中，所述配置误差阈值区间，具体包括：将误差的正值从小到大分为4个阈值区间：0区间、低值区间、中值区间、以及高值区间，误差的负值从小到大分为4个阈值区间：负的高值区间、负的中值区间、负的低值区间、以及负的0区间；对应于所述误差阈值区间，本采样周期的PID参数调整步长分为四级：0、低、中、以及高；具体的，当误差处于高值区间或负高值区间时，如果参数调整步长上一采样周期为0，则本采样周期为低；如果参数调整步长上一采样周期为低，则本采样周期为中；如果参数调整步长上一采样周期为中或高，则本采样周期为高；当误差处于中值区间或负中值区间时，如果参数调整步长上一采样周期为0，则本采样周期为低；如果参数调整步长上一采样周期为低、中或高，则本采样周期为中；当误差处于低值区间或负低值区间时，如果参数调整步长上一采样周期为0、低或中，则本采样周期为低；如果参数调整步长上一采样周期为高，则本采样周期为中；当误差处于0区间或负0区间时，如果参数调整步长上一采样周期为0或低，则本采样周期为0；如果参数调整步长上一采样周期为中，则本采样周期为低；如果参数调整步长上一采样周期为高，则本采样周期为中或高；

本周期参数步长确定模块，用于根据误差计算模块计算得到的误差和从存储器读取的上一采样周期的PID参数调整步长，查询误差阈值及PID参数调整步长配置表，确定本采样周期PID参数调整步长；

本周期参数计算模块，用于将本周期参数步长确定模块所确定的本采样周期PID参数调整步长加上从存储器读取的上一采样周期的PID参数，得到本采样周期的PID参数；

PID控制值计算模块，用于根据本周期参数计算模块得到的本采样周期的PID参数，计算得到PID系统的控制值；以及

PID控制值输出模块，用于输出PID控制值计算模块计算得到的PID系统的控制值，控制脉冲宽度调制PWM的宽度。