[发明专利]发电系统发动机转速控制方法

说明书

本发明提供了一种发电系统发动机转速控制方法，涉及自动化控制技术领域，包括：接收上位机的设定转速信号；根据设定转速输出第一控制信号至调节发动机油门的力矩电机以改变发动机的转速，发动机用于驱动发电组件；持续获取发动机的实时转速数据；根据实时转速数据采用变系数增量式PID算法输出第二控制信号持续调节发动机转速；其中，变系数增量式PID算法基于增量式PID算法，将增量式PID算法中的Kp常量系数、Ki常量系数和Kd常量系数对应设置为Kp(t)变量系数、Ki(t)变量系数和Kd(t)变量系数，进行PID计算。能够有效提高发动机转速的稳定性，保证发电机输出电能的品质。

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域，具体而言，涉及一种发电系统发动机转速控制方法。

背景技术

PID算法是目前工业领域应用最为广泛的一种控制算法。它具有原理简单，易于实现，使用面广，控制参数项对独立，参数选定比较简单等优点。PID控制(即比例—积分—微分控制)是利用输入的参数信息和组态信息，进行PID运算。根据期望值(Expect)、当前值(Current)和PID的比例系数(Kp)、积分系数(Ki)、微分系数(Kd)进行最近N次采样运算、修正，最后输出结果到执行部件。目的是让结果趋近于期望值(Expect)。通常依据控制器输出与执行机构的对应关系，将基本数字PID算法分为位置式PID和增量式PID两种。目前PID算法在控制系统中的应用普遍存在以下缺陷：1.采用位置式PID算法时，每次输出均与过去的状态有关，每次控制器输出值均需要重新计算，控制器输出值连续性差，计算机运算工作量大；2.采用增量式PID算法则存在积分截断效应大，有静态误差，溢出的影响大等问题。发明人在实现本发明的过程中进一步发现：在利用PID算法调节电机转速方面，在某些设定转速值下，系统容易出现超调现象，当实际转速与设定转速较小时，由于增量式PID算法计算误差，控制输出量不生变化，实际转速无法达到设定转速。因此，如何优化PID算法使其能够克服上述缺陷实现发动机转速的稳定调节成为需要解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少克服现有技术中存在的上述缺陷之一，提供了一种发电系统发动机转速控制方法，能够有效提高发动机转速的稳定性，保证发电机输出电能的品质。

本发明公开的发电系统发动机转速控制方法，包括：接收上位机的设定转速信号；根据设定转速输出第一控制信号至调节发动机油门的力矩电机以改变发动机的转速，发动机用于驱动发电组件；持续获取发动机的实时转速数据；根据实时转速数据采用变系数增量式PID算法输出第二控制信号持续调节发动机转速；其中，变系数增量式PID算法基于增量式PID算法，将增量式PID算法中的Kp常量系数、Ki常量系数和Kd常量系数对应设置为Kp(t)变量系数、Ki(t)变量系数和Kd(t)变量系数，进行PID计算。

根据本发明的上述技术方案，优选地，变系数增量式PID算法，具体包括：在输入Kp(t)、Ki(t)和Kd(t)变量函数时，将比例偏差[e(t)-e(t-1)]的数值作为增量式PID算法的比例系数因子，将积分偏差e(t)的数值作为增量式PID算法的积分系数因子，将微分偏差[e(t)-2×e(t-1)+e(t-2)]的数值作为增量式PID算法的微分系数因子，进行PID运算；或者，将Ki(t)设置为多区间常量分段函数，将比例偏差[e(t)-e(t-1)]的数值作为增量式PID算法的比例系数因子，将微分偏差[e(t)-2×e(t-1)+e(t-2)]的数值作为增量式PID算法的微分系数因子，进行PID运算。

根据本发明的上述技术方案，优选地，变系数增量式PID算法的表达式为：

Δu(t)＝Kp(t)×[e(t)-e(t-1)]+Ki(t)×e(t)+Kd(t)×[e(t)-2×e(t-1)+e(t-2)]

Kp(t)＝Kp×d，[e(t)-e(t-1)]＜a；

Kp(t)＝Kp×d×{[(e(t)-e(t-1))÷c]％256}，[e(t)-e(t-1)]≥a；