幂函数与对数嵌套的pid变目标算法
【专利摘要】一种幂函数与对数嵌套的PID变目标算法，主要针对的是工控设备中利用夹套控温的问题而提出，在实际生产中通过控制被控设备夹套的蒸汽压力与设备内温度的连锁，从而将被控设备的温度控制在指定的区间范围内。借助离散化的PID算法将可变的夹套蒸汽压力SpPt作为目标值进行设定，从而实现控温的功能。本算法具有正反双向调节的功能，可在升温阶段与降温阶段分别计算夹套压力的设定值，保证了大系统、滞后性强的系统可以快速响应降温过程。升温与降温曲线的参数可以做到根据不同控制设备的参数进行人工设定，结合设备特性，达到最好的调节效果。算法实现利用PLC的有限资源，实现了高精度的控制算法，做到系统开销与系统性能的平衡。算法稳定性好，控制系统运行稳定，控制曲线良好。
【专利说明】幂函数与对数嵌套的PID变目标算法
[0001]【技术领域】:
本发明涉及机械设备工控【技术领域】，尤其是指一种幂函数与对数嵌套的PID变目标算法 。
[0002]【背景技术】:
在工控领域中，广泛涉及到为某一设备进行加热，并保温到指定温度的要求。传统以来，人们借助离散化的PID算法，采用控制加热设备的夹套压力来控制温度。而夹套压力的设定值则多按照定压力、多条一次函数拟合等方法来设定。但是今年来随着工控领域和仪表测控领域的发展，对控制精度和响应速度的要求的提高，现有的方法存在的问题也日益明显。对于加热设备这一类大系统而言，系统具有很强的滞后性和惯性，传统的控制方法存在的响应时间长、到达控温点稳定性不好、参数设定的适应性不好等问题就愈加明显。控制理论上可以采用复杂的控制算法来提高系统的性能和参数，例如神经网络算法、卡尔曼滤波等，但是在实际的工程实践中这些方法的系统开销很大，现有的主流工控设备尤其是PLC对他们的可移植性和适应性并不强。这一问题不仅降低了系统的使用效率，还造成了能源的浪费，目前国内工控行业在工程实践中还没有很好的方法解决这一问题。
[0003]
【发明内容】
:
本发明的目的是提供一种幂函数与对数嵌套的PID变目标算法，解决现有控制加热设备的主流工控设备中用于PLC的控制理论和控制算法降低了系统的使用效率，还造成能源的浪费这一问题。
[0004]本发明的目的是以如下方式实现的:一种幂函数与对数嵌套的PID变目标算法，其特征在于:系统的关键控制参数如下:
SpPi^:控制算法中被控设备夹套蒸汽压力上限，由设备铭牌可知其夹套压力的上限
值，一般在其安全允许范围内较大即可；以下仿真时=；
納L:控制算法中被控设备夹套蒸汽压力下限，保证设备到达温控点后，夹套蒸汽压力的下限值，热损失与夹套提供的热量达到平衡；以下仿真时辱；:被控设备在升温过程中提供给离散化PID算法的设定值，因为在实际工作中夹套蒸汽压力的调节响应速度快、随动性好，可实现实时调节；
PvPt:被控设备在工作时实时的夹套蒸汽压力值；
_:被控设备工作时的目标保温温度，一般低于沸点；以下仿真时沴Te = SO-C ；
SpTeL:被控设备进入幂函数与对数嵌套的PID变目标算法的启动温度，再次温度之
前，被控设备夹套蒸汽压力设定为净/>出，保证系统的快速升温；以下仿真时沴％=45T
；PvTe:被控设备当前工作的温度，由当前温度自动计算出当前夹套蒸汽压力PvPi的设定值；公式一:
【权利要求】
1.一种幂函数与对数嵌套的PID变目标算法，其特征在于:系统的关键控制参数如下: Φ册:控制算法中被控设备夹套蒸汽压力上限，由设备铭牌可知其夹套压力的上限值，一般在其安全允许范围内较大即可；以下仿真时=；:控制算法中被控设备夹套蒸汽压力下限，保证设备到达温控点后，夹套蒸汽压力的下限值，热损失与夹套提供的热量达到平衡；以下仿真时0.083ΜΡα ；:被控设备在升温过程中提供给离散化PID算法的设定值，因为在实际工作中夹套蒸汽压力的调节响应速度快、随动性好，可实现实时调节； PvPt:被控设备在工作时实时的夹套蒸汽压力值； SpTe:被控设备工作时的目标保温温度，一般低于沸点；以下仿真时沴K = SO-C ；:被控设备进入幂函数与对数嵌套的PID变目标算法的启动温度，再次温度之前，被控设备夹套蒸汽压力设定为净,保证系统的快速升温；以下仿真时沴7fe = 45-C;PvTe:被控设备当前工作的温度，由当前温度自动计算出当前夹套蒸汽压力PvPi的设定值；
公式一:
【文档编号】G05B19/05GK103513572SQ201310508850
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】冯贵墨, 栾洋, 王震, 刘庆阁, 刘亮亮, 王翠明, 金磊, 关纯刚, 高斌, 唐晓斌, 佟欣 申请人:中国船舶重工集团公司第七 三研究所