[发明专利]一种改进的无模型系统的PID控制器参数整定方法

权利要求书

1.一种改进的无模型系统的PID控制器参数整定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、给定PID控制器的初步微分增益并根据所述初步微分增益取PID控制器的初步比例增益的值，其中，

S2、给定PID控制器的全局缩放系数n_s和积分增益缩放系数n_i，其中，n_s≥1、

S3、根据所述初步微分增益初步比例增益积分增益缩放系数n_i以及全局缩放系数n_s，分别计算得到PID控制器的微分增益、比例增益和积分增益；

S4、基于所述PID控制器的微分增益、比例增益和积分增益初始运行被控系统，并查看被控系统的响应误差曲线；

S5、结合被控系统的响应误差曲线以及系统预期的瞬态响应超调量σ％、稳态误差e_s％和响应时间t_r，调整所述全局缩放参数、积分增益缩放参数、初步微分增益及初步比例增益；

S6、根据调整结果，判断被控系统的响应误差曲线是否满足预设的条件，若是，则完成对PID控制器参数的整定，否则，返回步骤S3。

2.根据权利要求1所述的改进的无模型系统的PID控制器参数整定方法，其特征在于，所述步骤S1中取PID控制器的初步比例增益的表达式如下：

其中，表示PID控制器的初步比例增益，ξ为无量纲常数，其初始值可设为1，用于调整初步比例增益的值，表示PID控制器的初步微分增益。

3.根据权利要求2所述的改进的无模型系统的PID控制器参数整定方法，其特征在于，所述步骤S2中PID控制器的微分增益、比例增益和积分增益的表达式如下：

其中，K_p表示PID控制器的比例增益，K_d表示PID控制器的微分增益，K_i表示PID控制器的积分增益，表示PID控制器的初步比例增益，表示PID控制器的初步微分增益，n_s表示PID控制器的全局缩放系数，n_i表示PID控制器的积分增益缩放系数。

4.根据权利要求3所述的改进的无模型系统的PID控制器参数整定方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下几种方式：

第一种方式：

当需减少响应误差曲线的瞬态响应超调量σ％时，则增加积分增益缩放参数n_i的值，当需增加响应误差曲线的瞬态响应超调量σ％时，则减小积分增益缩放参数n_i的值；

第二种方式：

当需降低被控系统的稳态误差e_s％时，则增加初步微分增益或全局缩放参数n_s的值，当需增加被控系统的稳态误差e_s％时，则减小初步微分增益或全局缩放参数n_s的值，同时基于初步比例增益的表达式调整初步比例增益其中，ξ＝1；

第三种方式：

当需减少被控系统的响应时间t_r时，则增加初步微分增益和/或全局缩放参数n_s的值，当需增加被控系统的响应时间t_r时，则减少初步微分增益的值或局缩放参数n_s的值，同时基于初步比例增益的表达式调整初步比例增益其中，ξ＝1。