[发明专利]一种分段PID控制的流体管道流量控制系统

说明书

本发明属于管道流量控制技术领域，公开了一种分段PID控制的流体管道流量控制系统，分段PID控制的流体管道流量控制系统包括：压力采集模块、流量采集模块、数据校正模块、数据采集模块、流体管道网络构建模块、参数设置模块、中央控制模块、流量调节控制模块、压力调节控制模块以及显示模块。本发明的分段PID控制的流体管道流量控制系统采用分段PID控制方法，能够稳定、精准的实现流量的控制。本发明有效改善了流体管道的流量控制系统，同时提高了处理的速度，实时性好；能够有效避免超调情况，降低了调节误差。本发明响应速度快，可简化设备，节约能源。

技术领域

本发明属于管道流量控制技术领域，尤其涉及一种分段PID控制的流体管道流量控制系统。

背景技术

目前：流体管道广泛存在于燃气、石油、化工、冶金、热电、化纤、能源等各个领域中。流体管道中流体介质品类繁多，使用工况广泛，对于管道中的流体压力要求也各有不同。在实际使用中，各企业往往会存在各种不同压力等级的流体管网，每条管网的介质使用量也往往会存在不同的需求。

而传统的采用继电器控制线路进行流量控制的方法不仅无法精准、全面的进行流量控制，同时实时性不佳、抗干扰成都不佳。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术无法精准、全面的进行流量控制，同时实时性不佳、抗干扰成都不佳。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种分段PID控制的流体管道流量控制系统。

本发明是这样实现的，一种分段PID控制的流体管道流量控制系统，所述分段PID控制的流体管道流量控制系统包括：

压力采集模块，与中央控制模块连接，用于利用设置于不同段流体管道上的压力传感器进行管道压力的采集；

流量采集模块，与中央控制模块连接，用于利用设置于不同段流体管道上的流量传感器进行管道流浪采集；

流体管道网络构建模块，与中央控制模块连接，用于基于采集的流体管道的信息构建流体管道网络；

流量调节控制模块，与中央控制模块连接，用于基于设置的控制参数对各段流体管道的流量进行调节与控制；

压力调节控制模块，与中央控制模块连接，用于采用专家PID分段控制算法进行各段流体管道的压力调节与控制；

所述采用专家PID分段控制算法进行各段流体管道的压力调节与控制包括：

将系统误差e(k)和系统误差变化量Δe(k)作为PID控制器的输入变量；输出u(k)＝f(e(k),Δe(k))；

根据误差e(k)的绝对值将响应划分为不同区间，不同区间采用相应的控制策略；根据e(k)·Δe(k)的值判定当前误差的变化趋势，选用相应的P、I、D参数；

1)当e(k)·Δe(k)＞0时，表示误差有逐渐增大的趋势，可分为以下三种具体情况分别进行控制：

当此时误差值较大时，迅速减小其绝对值调节，调节PID参数令控制器输出增大；

当此时误差值不是很大时，适当减小调节器的输出值；

当此时误差值极大时，令控制器以最大或最小值输出；

2)当e(k)·Δe(k)＜0，Δe(k)·Δe(k-1)＜0时，分以下两种具体情况分别进行控制：

当此时误差值较大时，控制器采用较大的比例系数进行控制；

当此时误差值不是很大时，控制器实施较弱的控制作用即采用较小的比例系数即可。

进一步，所述分段PID控制的流体管道流量控制系统还包括：