CN110764408A - 一种减少过冲的pid配置方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种减少过冲的PID配置方法及***，包括获取模块，用于获取PID***中任意时刻的输入值、任意时刻的反馈值以及输出值；还包括抑制模块，抑制模模块位于PID***的输出末端：所述抑制模块用于判断反馈值是否大于输入值；当反馈值小于输入值，抑制模块将输出值按照第一函数进行输出，其中第一函数为反馈值和输出值的相关函数；若反馈值大于输入值，抑制模块将输出值按照抑制函数进行输出，其中抑制函数为反馈值和预设值的相关函数，其中预设值为使用设备的可接受值。本发明在原有PID基础上添加抑制器能够解决上述的问题，添加抑制功能后，可以不用调节PID参数而防止巨大过冲，极大减小了对原有PID***的影响。
Description
技术领域
本发明涉及PID***技术领域，具体涉及一种减少过冲的PID配置方法及***。
背景技术
PID***在自动化控制领域有广泛的应用，基本的PID***控制如图1所示，通过输入端输入目标值，对传感器采集的数据计算误差后进行补偿，然后根据补偿额实时控制整个***(设备)进行调整，直至整个***(设备)达到相应的目标值。在此过程中，基本的PID***根据如图2所示的步骤方法计算补偿值，其中Kc为比例响应，Ti与Td分别是积分与微分响应，调节***中的Kc,Ti,Td(即P，I，D)即可让输出达到需要的值并且一直稳定下去。反馈值为***输入值，***根据反馈值来调整输出值，输出值会影响反馈值的输入，最后使反馈值达到目标值的附近并保持，最终达到反馈调节的目的，然而由于反馈值的延迟等原因，输出值经常会使反馈值大于目标值，这时候形成过冲，过冲后***会减小输出值而使反馈值减小。有时候过冲是巨大的，例如反馈值＝目标值*150％，这时候某些工业环境是无法接受这种过冲的，调节P，I，D使***不过冲又影响了原***PID参数，增加了新***的不可预见性。
发明内容
本发明提供一种减少过冲的PID配置方法及***，本发明在原有PID基础上添加抑制功能能够解决上述的问题，添加抑制功能后，可以不用调节PID参数而防止巨大过冲，极大减小了对原有PID***的影响。
一种减少过冲的PID方法，包括获取任意时刻的输入值、任意时刻的反馈值以及输出值；
还包括以下步骤：
判断反馈值是否大于输入值；
若反馈值小于输入值，所述输出值按照第一函数进行输出，其中第一函数为反馈值和输出值的相关函数；
若反馈值大于输入值，所述输出值按照抑制函数进行输出，其中抑制函数为反馈值和预设值的相关函数，其中预设值为使用设备的可接受值。
进一步的，
所述第一函数为以下公式：
PO＝f(PV)(0≤PV≤SP)
其中，PO为输出值，PV为反馈值，SP为输入值。
进一步的，
所述抑制函数为以下公式：
R(PV)≤SP*(100+N)％(SP<PV)
其中，PO为输出值，PV为反馈值，SP为输入值，N为可接受值。
一种减少过冲的PID***，包括获取模块，用于获取PID***中任意时刻的输入值、任意时刻的反馈值以及输出值；
还包括抑制模块，抑制模模块位于PID***的输出末端：
所述抑制模块用于，判断反馈值是否大于输入值；
当反馈值小于输入值，抑制模块将输出值按照第一函数进行输出，其中第一函数为反馈值和输出值的相关函数；
若反馈值大于输入值，抑制模块将输出值按照抑制函数进行输出，其中抑制函数为反馈值和预设值的相关函数，其中预设值为使用设备的可接受值。
进一步的，
所述第一函数为以下公式：
PO＝f(PV)(0≤PV≤SP)
其中，PO为输出值，PV为反馈值，SP为输入值。
进一步的，
所述抑制函数为以下公式：
R(PV)≤SP*(100+N)％(SP<PV)
其中，PO为输出值，PV为反馈值，SP为输入值，N为可接受值。
进一步的，
所述抑制模块为抑制器。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为现有技术的PID***；
图2为现有技术的PID***计算流程示意图；
图3为减少过冲的PID方法的流程图；
图4为减少过冲的PID方法的计算流程示意图；
图5为减少过冲的PID***的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种减少过冲的PID方法，如图3和图4所示，包括S1、获取步骤，获取任意时刻的输入值、任意时刻的反馈值以及输出值；
还包括以下步骤：
S2、判断步骤：判断反馈值是否大于输入值；
S32、非抑制步骤：若反馈值小于输入值，所述输出值按照第一函数进行输出，其中第一函数为反馈值和输出值的相关函数；
S31、抑制步骤：若反馈值大于输入值，所述输出值按照抑制函数进行输出，其中抑制函数为反馈值和预设值的相关函数，其中预设值为使用设备的可接受值。
在一个实施例中，所述第一函数为以下公式：
PO＝f(PV)(0≤PV≤SP)
其中，PO为输出值，PV为反馈值，SP为输入值。
在一个实施例中，所述抑制函数为以下公式：
R(PV)≤SP*(100+N)％(SP<PV)
其中，PO为输出值，PV为反馈值，SP为输入值，N为可接受值。
当反馈值满足0≤PV≤SP时，输出值PO输出第一函数的值，其中第一函数可以是任意的一元二次方程、二元一次方程等等，此时反馈值PV小于输入值SP，则证明此时输出值PO值没有过冲，所以按照反馈值PV关于第一函数输出或者是等值输出都不会出现过冲的情况。当反馈值满足SP<PV时，此时会出现过冲的情况，所以需要通过抑制函数输出PO。例如，输入值SP为30，可以接受最大过冲不超过30*(100+10)％为33，此时R(PV)的最大值不超过33，则输出值PO最高即为33，通过以上方式达到了抑制过冲的情况，并且可接受值可调，可以根据实际需要被控制的、被输出的设备进行控制，例如说百分之10、百分之5、百分之20中的任意一个或多个。
一种减少过冲的PID***，如图5所示其结构示意图，包括获取模块，用于获取PID***中任意时刻的输入值、任意时刻的反馈值以及输出值；
还包括抑制模块，抑制模模块位于PID***的输出末端：
所述抑制模块用于，判断反馈值是否大于输入值；
当反馈值小于输入值，抑制模块将输出值按照第一函数进行输出，其中第一函数为反馈值和输出值的相关函数；
若反馈值大于输入值，抑制模块将输出值按照抑制函数进行输出，其中抑制函数为反馈值和预设值的相关函数，其中预设值为使用设备的可接受值。其中图4中的R为抑制器，PID输出的值为PID输出值，经过抑制器分别按照第一函数或第二函数进行计算后，输出最终的输出值。
在一个实施例中，所述第一函数为以下公式：
PO＝f(PV)(0≤PV≤SP)
其中，PO为输出值，PV为反馈值，SP为输入值。
在一个实施例中，所述抑制函数为以下公式：
R(PV)≤SP*(100+N)％(SP<PV)
其中，PO为输出值，PV为反馈值，SP为输入值，N为可接受值。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种减少过冲的PID方法，包括获取任意时刻的输入值、任意时刻的反馈值以及输出值；
其特征在于，还包括以下步骤：
判断反馈值是否大于输入值；
若反馈值小于输入值，所述输出值按照第一函数进行输出，其中第一函数为反馈值和输出值的相关函数；
若反馈值大于输入值，所述输出值按照抑制函数进行输出，其中抑制函数为反馈值和预设值的相关函数，其中预设值为使用设备的可接受值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一函数为以下公式：
PO＝f(PV)(0≤PV≤SP)
其中，PO为输出值，PV为反馈值，SP为输入值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述抑制函数为以下公式：
R(PV)≤SP*(100+N)％(SP<PV)
其中，PO为输出值，PV为反馈值，SP为输入值，N为可接受值。
4.一种减少过冲的PID***，包括获取模块，用于获取PID***中任意时刻的输入值、任意时刻的反馈值以及输出值；
其特征在于，还包括抑制模块，抑制模模块位于PID***的输出末端：
所述抑制模块用于，判断反馈值是否大于输入值；
当反馈值小于输入值，抑制模块将输出值按照第一函数进行输出，其中第一函数为反馈值和输出值的相关函数；
若反馈值大于输入值，抑制模块将输出值按照抑制函数进行输出，其中抑制函数为反馈值和预设值的相关函数，其中预设值为使用设备的可接受值。
5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，
所述第一函数为以下公式：
PO＝f(PV)(0≤PV≤SP)
其中，PO为输出值，PV为反馈值，SP为输入值。
6.根据权利要求4所述的***，其特征在于，
所述抑制函数为以下公式：
R(PV)≤SP*(100+N)％(SP<PV)
其中，PO为输出值，PV为反馈值，SP为输入值，N为可接受值。
7.根据权利要求4所述的***，其特征在于，
所述抑制模块为抑制器。
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