[发明专利]一种网络PID控制器制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及大型电站综合自动化系统，尤其涉及一种适用于大型电站综合自动化系统的网络PID控制器制造方法。

技术背景

电站系统就是一个典型的复杂工业系统，其内部包含的系统元素众多、结构庞大、检测数据和模型变量多，同时，系统变量之间的耦合关系严重，存在着多个具有时变、大滞后、非线性等复杂特性的生产环节，这些环节无法使用传统的传递函数来对其进行精确的数学描述，也不能应用现代控制理论中的状态方程来对其进行处理。为控制实现手段的自动化装置，经历了组合式气动单元控制仪表系统、基于电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中型计算机控制系统、分散型控制系统(DCS)，以及现场总线控制系统(FCS)和基于WEB的控制系统等几个发展阶段，在现代工业过程广泛采用DCS或FDCS等网络控制系统来对电站系统进行控制。

网络控制系统是以网络为基础的分布式测控系统。作为新一代的工业控制系统，网络控制系统通过一系列的通信信道构成一个或多个控制闭环，同时具备信号处理、优化决策和控制操作的功能，可以灵活、方便地应用于大范围区域的控制，并实现整个网络的数据共享。与传统的控制系统相比，网络控制系统具有控制功能分散、可以实现资源共享、远程操作与控制、具有良好的开放性和设备的互操作性、系统信息集成和设备诊断方便、安装与维护简便、能有效减少系统的重量和体积以及投资成本等诸多优点。但同时，由于大型网络控制系统中的信息源很多，信息的传送要分时占用网络通信线路，而网络的承载能力和通信带宽有限，必然造成信息的碰撞、重传等现象的发生，使得信息在传输过程中不可避免地存在时延。时延由于受到网络所采用的通信协议、网络当时的负荷状况、网络的传输速率和信息包的大小等诸多因素的影响，而呈现出或固定或随机、或有界或无界的特征，导致控制系统性能的下降甚至不稳定，同时也给控制系统的分析、设计带来了很大的困难。同时，由于网络诱导延时是随机的，网络诱导延时的分布统计量(均值、方差等)频繁变动，而且网络诱导延时序列具有自相似特性，更加剧了网络延时的变化程度。因此采用固定参数的网络延时数学模型是不能满足系统性能要求的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，而提供一种网络PID控制器制造方法，它为大型电站自动化系统的网络控制提供了一种不依赖于对象模型并有广义预测控制性能的网络先进PID控制器的制造方法。

实现上述目的的技术方案是：一种网络PID控制器制造方法，其中，首先在建立的网络诱导延时模型上，针对一类时滞对象推导参数化PI控制器的增益范围，然后分析增益与时滞的关系，通过遗传算法给出不同模型参数下对增益的离线寻优算法，最后选取在线的延时统计模型并实时调度增益。

上述的网络PID控制器制造方法，其中，在建立的网络诱导延时的数学模型基础上，需要将延时分割为常数项部分和扰动部分，并把常数项延时并入到对象中构成一个广义的标称对象，然后根据H_∞理论方法制造基于网络的鲁棒PID控制器。

上述的网络PID控制器制造方法，其中，在根据H_∞理论方法制造基于网络的鲁棒PID控制器时，需要采用μ分析方法设计PID控制器。

上述的网络PID控制器制造方法，其中，在采用μ分析方法设计PID控制器时，采用遗传算法寻找最优的PID参数。

上述的网络PID控制器制造方法，其中，所述的网络诱导延时模型是根据网络延时当前的均值、中位数选择模型的参数，并针对每组参数来寻优。

本发明的有益效果是：本发明采用了频域鲁棒理论和广义预测控制理论，提出了一种不依赖于对象模型并有广义预测控制性能的网络先进PID控制器的制造方法，能够适用于大型电站综合自动化系统的网络控制上，使得控制系统性能更稳定。

具体实施方式

下面将通过一实施例对本发明作进一步说明。

本发明的一种网络PID控制器制造方法，首先在建立的网络诱导延时模型上，针对一类时滞对象推导参数化PI控制器的增益范围，然后分析增益与时滞的关系，通过遗传算法给出不同模型参数下对增益的离线寻优算法，最后选取在线的延时统计模型并实时调度增益。

在建立的网络诱导延时的数学模型基础上，需要将延时分割为常数项部分和扰动部分，并把常数项延时并入到对象中构成一个广义的标称对象，然后根据H_∞理论方法制造基于网络的鲁棒PID控制器。