[发明专利]一种PID控制系统的参数自调节的方法及系统

权利要求书

1.一种PID控制系统的参数自调节的方法，其特征在于，应用于PID控制系统，所述方法包括：

基于所述PID控制系统的至少一个候选模型参数以及所述PID控制系统的控制对象的测量值，获得第一模型参数；

基于所述第一模型参数以及映射关系，获得所述PID控制系统的目标参数值；

基于所述PID控制系统的目标参数值和所述PID控制系统的当前参数值，确定所述PID控制系统的参数变化量相对于至少一个模糊子集的隶属度，所述至少一个模糊子集表征参数值的至少一种变化速度；

基于至少一个模糊子集的隶属度，确定所述PID控制系统的参数变化率；

基于所述PID控制系统的参数变化率，更新所述PID控制系统的当前参数值。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述基于所述PID控制系统的至少一个候选模型参数以及所述PID控制系统的控制对象的测量值，获得第一模型参数，具体包括：

对于所述至少一个候选模型参数中的每个候选模型参数，基于所述PID控制系统的控制对象的测量值以及所述PID控制系统的控制对象的预测值，获得所述候选模型参数的误差；

基于每个候选模型参数的误差，从所述至少一个候选模型参数中确定所述第一模型参数。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述候选模型参数的误差通过目标函数确定，所述目标函数包括：

其中，Δy(k)是所述PID控制系统的控制对象的测量值的差分信号，为所述Δy(k)的预测值，k为所述差分信号的索引数，N_mdl为脉冲响应序列阶段长度，d为所述延迟时间点个数，N_DS为所述差分信号的索引数的最大值，p(|K₁|)为所述模型增益的对数正态分布值，p(T₁)为所述时间常数的对数正态分布值，p(τ₁)为所述延迟时间的对数正态分布值，σ为所述PID控制系统的控制对象的测量值的测量噪声标准差，J为所述候选模型参数的误差。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述PID控制系统的模型参数满足的对数正态分布模型；

基于所述对数正态分布模型，获得所述PID控制系统的至少一个候选模型参数。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述基于所述对数正态分布模型，获得所述PID控制系统的至少一个候选模型参数，具体包括：

利用网格搜索法对预先设置的参数范围中的所述模型参数进行分组，将每一组所述模型参数代入所述对数正态分布模型进行计算，将得到的对数正态分布值作为候选模型参数。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述映射关系包括：

其中，Kc₁为所述目标参数值中的比例参数值，Ti₁为所述目标参数值中的积分参数值，Td₁为所述目标参数值中的微分参数值，T₁为所述第一模型参数中的时间常数，τ₁为所述第一模型参数中的延迟时间。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述基于所述PID控制系统的至少一个候选模型参数以及所述PID控制系统的控制对象的测量值，获得第一模型参数之前，所述方法还包括：

确定模型学习周期计数器的数值等于预先设置的阈值。

8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述基于所述PID控制系统的参数变化率，更新所述PID控制系统的当前参数值，包括：

响应于检测到所述目标参数值与所述当前参数值之间的差距大于步长阈值，将所述当前参数值更新为所述当前参数值与所述参数变化率的和值；

或者，响应于检测到所述目标参数值与所述当前参数值之间的差距小于或等于所述步长阈值，将所述当前参数值更新为所述目标参数值。