[发明专利]基于人工智能的内嵌PID模块参数调节方法、系统及装置

说明书

本发明提供一种基于人工智能的内嵌PID模块参数调节方法、系统及装置，包括如下步骤：根据PID模块参数调节过程的历史数据，生成模型训练集；以生成的模型训练集为输入，训练出PID模块参数人工智能模型；以传统调节经验对人工智能模型的预测结果进行修正，并根据实际结果的反馈值逐渐下调传统调节经验在预测结果修正中的比重。本发明通过精确快速计算PID运行中所需的三个参数的值，既减少了由于经验不足导致性能偏差较大的问题，又能将有经验的调节过程转化成模型计算，且简化了现场人员的调节过程。

技术领域

本发明涉及技术领域，具体涉及一种基于人工智能的内嵌PID模块参数调节方法、系统及装置。

背景技术

现有的调节装置比如智能阀门中微控制器包含PID模块，实际使用中，需要通过人工多次调节PID的三个参数Kp,Ki和Kd，其中Kp为PID的比例参数，Ki是积分项参数，Kd是微分项参数。

在实际工程应用中，PID参数整定有两种典型的方法：手动法和自动法。自动法需要知道被控对象较准确的数学模型，而手动法无此要求。手动PID参数整定方法有经验法和Z-N参数整定法。其中，经验法实际上是试凑方法，根据实际响应效果，反复调节KP，KI，KD这三个参数，最终获得可接受的效果。Z-N参数整定法依赖于对已有的理论和调节人员经验，也不依赖于被控对象的数学模型，基于人工调节的三个参数，若调节经验不足，则会导致偏差较大，震荡比较严重，且调节时间较长。经验法调节参数耗时长，且效果对操作人员的实际经验依赖性强。Z-N整定法在设定点响应中有很强的震荡，此外超调量也较大。

中国专利CN201610506951.5公开了一种基于干扰补偿器的PID参数调节方法，该方法不仅清晰地确定了保证误差信号有界的PID控制参数条件，设计一种简单有效的减小误差稳态幅值的参数调节方法。具体是，在虚拟比例增益kp和虚拟微分增益kd一定的条件下，PID控制器输出状态随虚拟滤波常数T的改变线性相关的效果。

发明内容

本发明提供一种内嵌PID模块参数调节方法、系统及装置，基于人工智能算法，可以通过参数调节的较好的PID模块相关的数据，自动为新上线的PID模块或者已上线的模块，选取更加合适的三个参数。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于人工智能的内嵌PID模块参数调节方法，包括如下步骤：

根据PID模块参数调节过程的历史数据，生成模型训练集；

以生成的模型训练集为输入，训练出PID模块参数人工智能模型；

以传统调节经验对人工智能模型的预测结果进行修正，并根据实际结果的反馈值逐渐下调传统调节经验在预测结果修正中的比重。

进一步地，所述以传统调节经验对人工智能模型的预测结果进行修正，并根据实际结果的反馈值逐渐下调传统调节经验在预测结果修正中的比重，具体方法为：

1)将PID模块参数调节过程的历史数据进行格式存储；

2)PID模块参数人工智能模型根据实时输入值，计算出PID模块三个调节系数k_p1、k_i1、k_d1，该实时输入包括目标值value_target1、实时结果值value_real1、阀门设定开度值和阀门实际开度值；

3)根据步骤2)的实时输入值，在步骤1)中的历史数据中找到PID系统稳定状态中与实时输入值最接近的值所对应的三个调节系数k_p2、k_i2、k_d2，及目标值value_target2和实时结果值value_real2；

4)计算目标值与实时结果值的差值：