CN118034390A - 一种最速控制***过程给定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种最速控制***过程给定方法及装置，包括：将过程给定信号输入至负比例运算器，通过负比例运算器输出负比例运算信号；将负比例运算信号经延时器输出的延时信号输入至一阶惯性滤波器，输出一阶惯性滤波信号，将一阶惯性滤波信号输入至三阶惯性滤波器输出三阶惯性滤波信号；分别将一阶惯性滤波信号和三阶惯性滤波信号输入至减法器的被减数端和减数端，输出减法信号；将过程给定信号与减法信号输入至加法器，通过加法器输出最速控制***的过程给定信号。本发明能有效抑制过程超调，进而能有效提高加速型工程最速比例‑积分控制器的调节性能，提升最速控制***的调节性能。
Description
技术领域
本发明涉及工业过程控制技术领域，尤其是涉及一种最速控制***过程给定方法及装置。
背景技术
在工业过程控制实践中，工程研究人员发明出一种工程最速控制器(Engineeringfastest controller，EFC)，显著提高了反馈控制性能。EFC的范畴包括：工程最速比例-积分(Engineering fastest Proportional-Integral，EFPI)控制器、加速型工程最速比例-积分(Accelerated engineering fastest Proportional-Integral，AEFPI)控制器、工程最速超前观测器(Engineering fastest leading observer，EFLO)。EFPI适合与EFLO串级运用，在高阶过程，相对比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivative，PID)控制性能的提升幅度是足够的。AEFPI适合单独运用，相对比例-积分-微分(Proportional-Integral，PI)控制性能的提升幅度是足够的。
在应用中发现，在一阶滞后过程等，AEFPI控制的过程超调量较大，这是AEFPI控制的固有特性。有些***不允许出现较大的过程超调，现有的最速控制***过程给定方法通常是通过在过程给定端接入一个一阶惯性滤波器(First order inertial filter，FOIF)，以实现对抑制过程超调的作用。然而，现有的最速控制***过程给定方法会明显降低AEFPI控制的调节性能。
发明内容
本发明提供一种最速控制***过程给定方法及装置，以解决现有的最速控制***过程给定方法会明显降低AEFPI控制的调节性能的技术问题。
本发明提供了一种最速控制***过程给定方法，包括：
将过程给定信号输入至负比例运算器，通过负比例运算器输出负比例运算信号；
将所述负比例运算输入至延时器，通过所述延时器输出延时信号；
将所述延时信号输入至一阶惯性滤波器，通过一阶惯性滤波器输出一阶惯性滤波信号；
将所述一阶惯性滤波信号输入至三阶惯性滤波器，通过三阶惯性滤波器输出三阶惯性滤波信号；
将所述一阶惯性滤波信号输入至减法器的被减数端，将所述三阶惯性滤波信号输入至所述减法器的减数端，通过所述减法器输出减法信号；
将所述过程给定信号与所述减法信号输入至加法器，通过加法器输出最速控制***的过程给定信号。
进一步的，所述过程给定信号为火电机组过热蒸汽温度控制***的过程给定信号。
进一步的，所述负比例运算器，包括：
fPO(s)＝-KPO,
0≥-KPO≥-1
其中，fPO(s)为所述负比例运算器的拉普拉斯传递函数，-KPO为所述负比例运算器的比例增益，-KPO的范围小于等于0，大于等于-1。
进一步的，所述延时器，包括：
fLO(s)＝e-τs
其中，fLO(s)为所述延时器的拉普拉斯传递函数，τ为延时器的延时常数。
进一步的，所述一阶惯性滤波器，包括：
其中，fFOIF(s)为所述一阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数，TFOIF为所述一阶惯性滤波器的时间常数。
进一步的，所述三阶惯性滤波器，包括：
其中，fTOIF(s)为所述三阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数，TTOIF为所述三阶惯性滤波器的时间常数。
进一步的，所述最速控制***过程给定包括：
其中，fFCSPG(s)为最速控制***过程给定的拉普拉斯传递函数，fPO(s)为所述负比例运算器的拉普拉斯传递函数，-KPO为所述负比例运算器的比例增益，fLO(s)为所述延时器的拉普拉斯传递函数，τ为所述延时器的延时常数，fFOIF(s)为所述一阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数，TFOIF为所述一阶惯性滤波器的时间常数，fTOIF(s)为所述三阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数，TTOIF为所述三阶惯性滤波器的时间常数。
本发明还提供了一种最速控制***过程给定装置，其包括：
负比例运算信号输出模块，用于将过程给定信号输入至负比例运算器，通过负比例运算器输出负比例运算信号；
延时信号输出模块，用于将所述负比例运算输入至延时器，通过所述延时器输出延时信号；
一阶惯性滤波信号输出模块，用于将所述延时信号输入至一阶惯性滤波器，通过一阶惯性滤波器输出一阶惯性滤波信号；
三阶惯性滤波模块输出模块，用于将所述一阶惯性滤波信号输入至三阶惯性滤波器，通过三阶惯性滤波器输出三阶惯性滤波信号；
减法信号输出模块，用于将所述一阶惯性滤波信号输入至减法器的被减数端，将所述三阶惯性滤波信号输入至所述减法器的减数端，通过所述减法器输出减法信号；
过程给定信号输出模块，用于将所述过程给定信号与所述减法信号输入至加法器，通过加法器输出最速控制***的过程给定信号。
进一步的，所述过程给定信号为火电机组过热蒸汽温度控制***的过程给定信号。
进一步的，所述负比例运算器，包括：
fPO(s)＝-KPO,
0≥-KPO≥-1
其中，fPO(s)为所述负比例运算器的拉普拉斯传递函数，-KPO为所述负比例运算器的比例增益，-KPO的范围小于等于0，大于等于-1。
进一步的，所述延时器，包括：
fLO(s)＝e-τs
其中，fLO(s)为所述延时器的拉普拉斯传递函数，τ为延时器的延时常数。
本发明实施例的过程给定信号为火电机组过热蒸汽温度控制***的过程给定信号，过程给定信号可以作为控制***的输入，用来指导控制***调节执行器，使***的输出逐渐接近期望值，且本发明实施例将过程给定信号输入至负比例运算器，并通过负比例运算器输出负比例运算信号，将负比例运算信号输入至延时器和惯性滤波器进行相应处理得到减法信号，并通过加法器将所述过程给定信号与所述减法信号相加得到最速控制***的过程给定信号，能有效抑制过程超调，进而能有效提高加速型工程最速比例-积分控制器的调节性能，提升最速控制***的调节性能。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种最速控制***过程给定方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种最速控制***的过程给定处理器的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种最速控制***的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种未采用本方法的过程输出示意图；
图5是本发明实施例提供的一种采用本方法的过程输出示意图；
图6是本发明实施例提供的一种最速控制***过程给定装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参阅图1，本发明提供了一种最速控制***过程给定方法，包括：
S1、将过程给定信号输入至负比例运算器，通过负比例运算器输出负比例运算信号；
在本发明实施例中，负比例运算器可以产生一个与误差信号成反比例关系的输出信号，从而能够对***的反馈进行负向调节，即当误差信号增大时，负比例运算器的输出信号会减小，从而抑制***的过冲和振荡，提高***的稳定性和响应速度。
在本发明实施例中，在火电机组过热蒸汽温度控制***中，过程给定信号的作用是指示所需的期望输出值，即过热蒸汽的期望温度。这个过程给定信号可以作为控制***的输入，用来指导控制***调节执行器，使***的输出逐渐接近期望值。
在本发明实施例中，过程给定信号为火电机组过热蒸汽温度控制***的过程给定信号，过程给定信号可以指示火电机组过热蒸汽温度控制***所需的目标温度。
S2、将所述负比例运算输入至延时器，通过所述延时器输出延时信号；
在本发明实施例中，延时器用于延迟输入信号的传递，以便在需要时在控制***中引入时间延迟。这种延时可以用于模拟实际***中的传输延迟或者为***引入一定的相位滞后，从而在控制***中实现更精确的时间响应。
S3、将所述延时信号输入至一阶惯性滤波器，通过一阶惯性滤波器输出一阶惯性滤波信号；
S4、将所述一阶惯性滤波信号输入至三阶惯性滤波器，通过三阶惯性滤波器输出三阶惯性滤波信号；
在本发明实施例中，在本发明实施例中，通过惯性滤波器输出惯性滤波信号，能够对第一加法信号进行平滑处理，以减少信号中的高频噪声，同时保留信号中的低频成分，从而有利于提高控制***的稳定性和抗干扰能力。
S5、将所述一阶惯性滤波信号输入至减法器的被减数端，将所述三阶惯性滤波信号输入至所述减法器的减数端，通过所述减法器输出减法信号；
在本发明实施例中，减法器可以计算输入信号之间的差值，可以用于比较***的期望输出与实际输出之间的差异，从而产生误差信号。这个误差信号可以作为控制***的输入，用于调节***的输出以使其接近期望值。
具体的，在本发明实施例中，可以通过减法器计算得到一阶惯性滤波信号和三阶惯性滤波信号之间的差值，从而得到减法信号。
S6、将所述过程给定信号与所述减法信号输入至加法器，通过加法器输出最速控制***的过程给定信号。
在本发明实施例中，加法器用于将多个输入信号相加，例如将过程给定信号与所述减法信号相加，产生一个合成的输出信号，即为最速控制***的过程给定信号。
本发明实施例的过程给定信号为火电机组过热蒸汽温度控制***的过程给定信号，过程给定信号可以作为控制***的输入，用来指导控制***调节执行器，使***的输出逐渐接近期望值，且本发明实施例将过程给定信号输入至负比例运算器，并通过负比例运算器输出负比例运算信号，将负比例运算信号输入至延时器和惯性滤波器进行相应处理得到减法信号，并通过加法器将所述过程给定信号与所述减法信号相加得到最速控制***的过程给定信号，能有效抑制过程超调，进而能有效提高加速型工程最速比例-积分控制器的调节性能，提升最速控制***的调节性能。
在一个实施例中，过程给定信号为火电机组过热蒸汽温度控制***的过程给定信号。
在一个实施例中，所述负比例运算器，包括：
fPO(s)＝-KPO,
0≥-KPO≥-1
其中，fPO(s)为所述负比例运算器的拉普拉斯传递函数，-KPO为所述负比例运算器的比例增益，-KPO的范围小于等于0，大于等于-1。
在一个实施例中，所述延时器，包括：
fLO(s)＝e-τs
其中，fLO(s)为所述延时器的拉普拉斯传递函数，τ为延时器的延时常数。
在一个实施例中，所述一阶惯性滤波器，包括：
其中，fFOIF(s)为所述一阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数，TFOIF为所述一阶惯性滤波器的时间常数。
在一个实施例中，所述三阶惯性滤波器，包括：
其中，fTOIF(s)为所述三阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数，TTOIF为所述三阶惯性滤波器的时间常数。
在一个实施例中，所述最速控制***过程给定包括：
其中，fFCSPG(s)为最速控制***过程给定的拉普拉斯传递函数，fPO(s)为所述负比例运算器的拉普拉斯传递函数，-KPO为所述负比例运算器的比例增益，fLO(s)为所述延时器的拉普拉斯传递函数，τ为所述延时器的延时常数，fFOIF(s)为所述一阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数，TFOIF为所述一阶惯性滤波器的时间常数，fTOIF(s)为所述三阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数，TTOIF为所述三阶惯性滤波器的时间常数。
请参阅图2，在一个实施例中，所述最速控制***的过程给定处理器包括负比例运算器、延时器、一阶惯性滤波器、三阶惯性滤波器、减法器和加法器；
所述过程给定信号的输入端分别与所述负比例运算器的输入端和所述加法器的第一输入端连接；
所述负比例运算器的输出端通过所述延时器与所述一阶惯性滤波器的输入端连接；
所述一阶惯性滤波器的输出端分别与加法器的被减数端连接和所述三阶惯性滤波器的输入端连接；
所述三阶惯性滤波器的输出端与所述减法器的减数端连接，所述减法器的输出端与所述加法器的第二输入端连接。
在本发明实施例中，过程给定处理器接收原始的过程给定信号，并作相应处理后得到最速控制***的过程给定信号，该过程给定信号可以输出到相应的控制器，例如可以输出至减法器，并通过减法器进一步输出至AEFPI。
请参阅图3，在一个实施例中，最速控制***包括：过程给定处理器、减法器、加速型工程最速比例-积分控制器(AEFPI)和过程处理器。其中，过程给定信号的输入端与过程给定处理器的输入端连接，过程给定处理器的输出端与减法器的被减数端连接，减法器的输出端通过AEFPI与过程处理器的输入端连接，过程处理器的输出端与减法器的减数端连接，形成闭环反馈。
在本发明实施例中，AEFPI包括：
fAEFPI(s)＝KAEFPI[1+fAEFI(s)],
TAEFI＝TAEFTF
式中，fAEFPI(s)为AEFPI的传递函数，KAEFPI为串级比例控制增益，fAEFI(s)为加速型工程最速积分器(Acceleration engineering fastest integrator，AEFI)的传递函数，fAEFTF(s)为加速型工程最速跟踪滤波器(Acceleration engineering fastest trackingfilter，AEFTF)的传递函数；TAEFI为AEFI的时间常数，单位为s；TAEFTF为AEFTF的时间常数，单位为s；数量上TAEFI＝TAEFTF。
在一个实施例中，过程处理器包括：
式中，fP(s)为过程的传递函数。
在一个实施例中，在开环***相位等于-135°时满足开环***增益等于0.5，通过搜索AEFPI的最优参数，得到AEFPI参数为：TAEFI＝413s，KAEFPI＝2.187。
请参阅图4，未采用本发明实施例提供的最速控制***过程给定方法之前，在过程给定信号为单位阶跃信号时，得到的仿真结果。通过参阅图4可知，过程超调为19％，调节时间为861s，调节时间为过程进入到小于5％偏差的时间。
请参阅图5，设置本发明实施例的一种最速控制***过程给定方法的相关参数如下：-KPO＝-0.3，τ＝205s，TFOIF为＝80s，TTOIF＝120s，基于上述参数进行仿真得到如图5所示的仿真示意图。
请继续参阅图5，可知过程超调为0.8％，调节时间为275s。
根据图4和图5，可以知晓本发明实施例提供的一种最速控制***过程给定方法不仅能够显著减小过程超调，且还能够显著减小调节时间。
实施本发明实施例，具有以下有益效果：
本发明实施例的过程给定信号为火电机组过热蒸汽温度控制***的过程给定信号，过程给定信号可以作为控制***的输入，用来指导控制***调节执行器，使***的输出逐渐接近期望值，且本发明实施例将过程给定信号输入至负比例运算器，并通过负比例运算器输出负比例运算信号，将负比例运算信号输入至延时器和惯性滤波器进行相应处理得到减法信号，并通过加法器将所述过程给定信号与所述减法信号相加得到最速控制***的过程给定信号，能有效抑制过程超调，进而能有效提高加速型工程最速比例-积分控制器的调节性能，提升最速控制***的调节性能。
请参阅图6，基于与上述实施例相同的发明构思，本发明还提供了一种最速控制***过程给定装置，其包括：
负比例运算信号输出模块10，用于将过程给定信号输入至负比例运算器，通过负比例运算器输出负比例运算信号；
在本发明实施例中，负比例运算器可以产生一个与误差信号成反比例关系的输出信号，从而能够对***的反馈进行负向调节，即当误差信号增大时，负比例运算器的输出信号会减小，从而抑制***的过冲和振荡，提高***的稳定性和响应速度。
在本发明实施例中，在火电机组过热蒸汽温度控制***中，过程给定信号的作用是指示所需的期望输出值，即过热蒸汽的期望温度。这个过程给定信号可以作为控制***的输入，用来指导控制***调节执行器，使***的输出逐渐接近期望值。
在本发明实施例中，过程给定信号为火电机组过热蒸汽温度控制***的过程给定信号，过程给定信号可以指示火电机组过热蒸汽温度控制***所需的目标温度。
延时信号输出模块20，用于将所述负比例运算输入至延时器，通过所述延时器输出延时信号；
在本发明实施例中，延时器用于延迟输入信号的传递，以便在需要时在控制***中引入时间延迟。这种延时可以用于模拟实际***中的传输延迟或者为***引入一定的相位滞后，从而在控制***中实现更精确的时间响应。
一阶惯性滤波信号输出模块30，用于将所述延时信号输入至一阶惯性滤波器，通过一阶惯性滤波器输出一阶惯性滤波信号；
三阶惯性滤波模块输出模块40，用于将所述一阶惯性滤波信号输入至三阶惯性滤波器，通过三阶惯性滤波器输出三阶惯性滤波信号；
在本发明实施例中，在本发明实施例中，通过惯性滤波器输出惯性滤波信号，能够对第一加法信号进行平滑处理，以减少信号中的高频噪声，同时保留信号中的低频成分，从而有利于提高控制***的稳定性和抗干扰能力。
减法信号输出模块50，用于将所述一阶惯性滤波信号输入至减法器的被减数端，将所述三阶惯性滤波信号输入至所述减法器的减数端，通过所述减法器输出减法信号；
在本发明实施例中，减法器可以计算输入信号之间的差值，可以用于比较***的期望输出与实际输出之间的差异，从而产生误差信号。这个误差信号可以作为控制***的输入，用于调节***的输出以使其接近期望值。
具体的，在本发明实施例中，可以通过减法器计算得到一阶惯性滤波信号和三阶惯性滤波信号之间的差值，从而得到减法信号。
过程给定信号输出模块60，用于将所述过程给定信号与所述减法信号输入至加法器，通过加法器输出最速控制***的过程给定信号。
在本发明实施例中，加法器用于将多个输入信号相加，例如将过程给定信号与所述减法信号相加，产生一个合成的输出信号，即为最速控制***的过程给定信号。
本发明实施例的过程给定信号为火电机组过热蒸汽温度控制***的过程给定信号，过程给定信号可以作为控制***的输入，用来指导控制***调节执行器，使***的输出逐渐接近期望值，且本发明实施例将过程给定信号输入至负比例运算器，并通过负比例运算器输出负比例运算信号，将负比例运算信号输入至延时器和惯性滤波器进行相应处理得到减法信号，并通过加法器将所述过程给定信号与所述减法信号相加得到最速控制***的过程给定信号，能够有效避免因信号延迟导致的调节时间过长问题，以实现对***的快速响应，并有效抑制超调现象的发生，进而能够有效提高加速型工程最速比例-积分控制器的调节性能。
在一个实施例中，过程给定信号为火电机组过热蒸汽温度控制***的过程给定信号。
在一个实施例中，所述负比例运算器，包括：
fPO(s)＝-KPO,
0≥-KPO≥-1
其中，fPO(s)为所述负比例运算器的拉普拉斯传递函数，-KPO为所述负比例运算器的比例增益，-KPO的范围小于等于0，大于等于-1。
在一个实施例中，所述延时器，包括：
fLO(s)＝e-τs
其中，fLO(s)为所述延时器的拉普拉斯传递函数，τ为延时器的延时常数。
在一个实施例中，所述一阶惯性滤波器，包括：
其中，fFOIF(s)为所述一阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数，TFOIF为所述一阶惯性滤波器的时间常数。
在一个实施例中，所述三阶惯性滤波器，包括：
其中，fTOIF(s)为所述三阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数，TTOIF为所述三阶惯性滤波器的时间常数。
在一个实施例中，所述最速控制***过程给定包括：
其中，fFCSPG(s)为最速控制***过程给定的拉普拉斯传递函数，fPO(s)为所述负比例运算器的拉普拉斯传递函数，-KPO为所述负比例运算器的比例增益，fLO(s)为所述延时器的拉普拉斯传递函数，τ为所述延时器的延时常数，fFOIF(s)为所述一阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数，TFOIF为所述一阶惯性滤波器的时间常数，fTOIF(s)为所述三阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数，TTOIF为所述三阶惯性滤波器的时间常数。
请参阅图2，在一个实施例中，所述最速控制***的过程给定处理器包括负比例运算器、延时器、一阶惯性滤波器、三阶惯性滤波器、减法器和加法器；
所述过程给定信号的输入端分别与所述负比例运算器的输入端和所述加法器的第一输入端连接；
所述负比例运算器的输出端通过所述延时器与所述一阶惯性滤波器的输入端连接；
所述一阶惯性滤波器的输出端分别与加法器的被减数端连接和所述三阶惯性滤波器的输入端连接；
所述三阶惯性滤波器的输出端与所述减法器的减数端连接，所述减法器的输出端与所述加法器的第二输入端连接。
在本发明实施例中，过程给定处理器接收原始的过程给定信号，并作相应处理后得到最速控制***的过程给定信号，该过程给定信号可以输出到相应的控制器，例如可以输出至减法器，并通过减法器进一步输出至AEFPI。
请参阅图3，在一个实施例中，最速控制***包括：过程给定处理器、减法器、加速型工程最速比例-积分控制器(AEFPI)和过程处理器。其中，过程给定信号的输入端与过程给定处理器的输入端连接，过程给定处理器的输出端与减法器的被减数端连接，减法器的输出端通过AEFPI与过程处理器的输入端连接，过程处理器的输出端分别与其他控制前的输出端连接，以及与减法器的减数端连接。
在本发明实施例中，AEFPI包括：
fAEFPI(s)＝KAEFPI[1+fAEFI(s)],
TAEFI＝TAEFTF
式中，fAEFPI(s)为AEFPI的传递函数，KAEFPI为串级比例控制增益，fAEFI(s)为加速型工程最速积分器(Acceleration engineering fastest integrator，AEFI)的传递函数，fAEFTF(s)为加速型工程最速跟踪滤波器(Acceleration engineering fastest trackingfilter，AEFTF)的传递函数；TAEFI为AEFI的时间常数，单位为s；TAEFTF为AEFTF的时间常数，单位为s；数量上TAEFI＝TAEFTF。
在一个实施例中，过程处理器包括：
式中，fP(s)为过程的传递函数。
在一个实施例中，在开环***相位等于-135°时满足开环***增益等于0.5，通过搜索AEFPI的最优参数，得到AEFPI参数为：TAEFI＝413s，KAEFPI＝2.187。
请参阅图4，未采用本发明实施例提供的最速控制***过程给定方法之前，在过程给定信号为单位阶跃信号时，得到的仿真结果。通过参阅图4可知，过程超调为19％，调节时间为861s，调节时间为过程进入到小于5％偏差的时间。
请参阅图5，设置本发明实施例的一种最速控制***过程给定方法的相关参数如下：-KPO＝-0.3，τ＝205s，TFOIF为＝80s，TTOIF＝120s，基于上述参数进行仿真得到如图5所示的仿真示意图。
请继续参阅图5，可知过程超调为0.8％，调节时间为275s。
根据图4和图5，可以知晓本发明实施例提供的一种最速控制***过程给定方法不仅能够显著减小过程超调，且还能够显著减小调节时间。
实施本发明实施例，具有以下有益效果：
本发明实施例的过程给定信号为火电机组过热蒸汽温度控制***的过程给定信号，过程给定信号可以作为控制***的输入，用来指导控制***调节执行器，使***的输出逐渐接近期望值，且本发明实施例将过程给定信号输入至负比例运算器，并通过负比例运算器输出负比例运算信号，将负比例运算信号输入至延时器和惯性滤波器进行相应处理得到减法信号，并通过加法器将所述过程给定信号与所述减法信号相加得到最速控制***的过程给定信号，能有效抑制过程超调，进而能有效提高加速型工程最速比例-积分控制器的调节性能，提升最速控制***的调节性能。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种最速控制***过程给定方法，其特征在于，包括：
将过程给定信号输入至负比例运算器，通过负比例运算器输出负比例运算信号；
将所述负比例运算输入至延时器，通过所述延时器输出延时信号；
将所述延时信号输入至一阶惯性滤波器，通过一阶惯性滤波器输出一阶惯性滤波信号；
将所述一阶惯性滤波信号输入至三阶惯性滤波器，通过三阶惯性滤波器输出三阶惯性滤波信号；
将所述一阶惯性滤波信号输入至减法器的被减数端，将所述三阶惯性滤波信号输入至所述减法器的减数端，通过所述减法器输出减法信号；
将所述过程给定信号与所述减法信号输入至加法器，通过加法器输出最速控制***的过程给定信号。
2.如权利要求1所述的最速控制***过程给定方法，其特征在于，所述过程给定信号为火电机组过热蒸汽温度控制***的过程给定信号。
3.如权利要求1所述的最速控制***过程给定方法，其特征在于，所述负比例运算器，包括：
fPO(s)＝-KPO,
0≥-KPO≥-1
其中，fPO(s)为所述负比例运算器的拉普拉斯传递函数，-KPO为所述负比例运算器的比例增益，-KPO的范围小于等于0，大于等于-1。
4.如权利要求1所述的最速控制***过程给定方法，其特征在于，所述延时器，包括：
fLO(s)＝e-τs
其中，fLO(s)为所述延时器的拉普拉斯传递函数，τ为延时器的延时常数。
5.如权利要求1所述的最速控制***过程给定方法，其特征在于，所述一阶惯性滤波器，包括：
其中，fFOIF(s)为所述一阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数，TFOIF为所述一阶惯性滤波器的时间常数。
6.如权利要求1所述的最速控制***过程给定方法，其特征在于，所述三阶惯性滤波器，包括：
其中，fTOIF(s)为所述三阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数，TTOIF为所述三阶惯性滤波器的时间常数。
7.如权利要求1所述的最速控制***过程给定方法，其特征在于，所述最速控制***过程给定包括：
其中，fFCSPG(s)为最速控制***过程给定的拉普拉斯传递函数，fPO(s)为所述负比例运算器的拉普拉斯传递函数，-KPO为所述负比例运算器的比例增益，fLO(s)为所述延时器的拉普拉斯传递函数，τ为所述延时器的延时常数，fFOIF(s)为所述一阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数，TFOIF为所述一阶惯性滤波器的时间常数，fTOIF(s)为所述三阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数，TTOIF为所述三阶惯性滤波器的时间常数。
8.一种最速控制***过程给定装置，其特征在于，包括：
负比例运算信号输出模块，用于将过程给定信号输入至负比例运算器，通过负比例运算器输出负比例运算信号；
延时信号输出模块，用于将所述负比例运算输入至延时器，通过所述延时器输出延时信号；
一阶惯性滤波信号输出模块，用于将所述延时信号输入至一阶惯性滤波器，通过一阶惯性滤波器输出一阶惯性滤波信号；
三阶惯性滤波模块输出模块，用于将所述一阶惯性滤波信号输入至三阶惯性滤波器，通过三阶惯性滤波器输出三阶惯性滤波信号；
减法信号输出模块，用于将所述一阶惯性滤波信号输入至减法器的被减数端，将所述三阶惯性滤波信号输入至所述减法器的减数端，通过所述减法器输出减法信号；
过程给定信号输出模块，用于将所述过程给定信号与所述减法信号输入至加法器，通过加法器输出最速控制***的过程给定信号。
9.如权利要求8所述的最速控制***过程给定装置，其特征在于，所述负比例运算器，包括：
fPO(s)＝-KPO,
0≥-KPO≥-1
其中，fPO(s)为所述负比例运算器的拉普拉斯传递函数，-KPO为所述负比例运算器的比例增益，-KPO的范围小于等于0，大于等于-1。
10.如权利要求8所述的最速控制***过程给定装置，其特征在于，所述延时器，包括：
fLO(s)＝e-τs
其中，fLO(s)为所述延时器的拉普拉斯传递函数，τ为延时器的延时常数。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410169462.XA CN118034390A (zh) | 2024-02-06 | 2024-02-06 | 一种最速控制***过程给定方法及装置 |
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