[发明专利]串级增益自调度PID控制器

权利要求书

1.一种串级增益自调度PID控制器，其特征在于，包括：PID增益自调度内控制回路、PID增益自调度外控制回路，以及分别连接所述PID增益自调度内控制回路和所述PID增益自调度外控制回路的检测整定回路；

所述PID增益自调度内控制回路包括内回路PID增益自调度控制器和内回路控制模式切换开关，所述内回路控制模式切换开关的输入端连接所述内回路PID增益自调度控制器的输出端，其控制端连接所述检测整定回路的输出端；

所述PID增益自调度外控制回路包括外回路PID增益自调度控制器和外回路控制模式切换开关，所述外回路控制模式切换开关的输入端连接所述外回路PID增益自调度控制器的输出端，其控制端连接所述检测整定回路的输出端；

所述检测整定回路接收内回路和外回路的综合测量信号，并将其分别与内、外回路的设定值比较，根据比较结果输出模式切换控制信号至所述内回路控制模式切换开关和所述外回路控制模式切换开关。

2.如权利要求1所述的串级增益自调度PID控制器，其特征在于，所述PID增益自调度内控制回路还包括：内回路比例参数增益自调度计算模块、内回路积分参数增益自调度计算模块和内回路微分参数增益自调度计算模块；

所述内回路PID增益自调度控制器的外置比例参数输入端连接所述内回路比例参数增益自调度计算模块；其外置积分参数输入端连接所述内回路积分参数增益自调度计算模块；其外置微分参数输入端连接所述内回路微分参数增益自调度计算模块。

3.如权利要求1所述的串级增益自调度PID控制器，其特征在于，所述PID增益自调度外控制回路还包括：外回路比例参数增益自调度计算模块、外回路积分参数增益自调度计算模块和外回路微分参数增益自调度计算模块；

所述外回路PID增益自调度控制器的外置比例参数输入端连接所述外回路比例参数增益自调度计算模块；其外置积分参数输入端连接所述外回路积分参数增益自调度计算模块；其外置微分参数输入端连接所述外回路微分参数增益自调度计算模块。

4.如权利要求1至3任一项所述的串级增益自调度PID控制器，其特征在于，所述检测整定回路包括：测量信号选择切换开关、设定信号选择切换开关和两位控制器；

所述测量信号选择切换开关的两个输入端分别输入所述内回路的综合测量信号和所述外回路的综合测量信号；

所述设定信号选择切换开关的两个输入端分别输入所述内回路的设定值信号和所述外回路的设定值信号；

所述两位控制器的两个输入端分别连接所述测量信号选择切换开关和所述设定信号选择切换开关的输出端；所述两位控制器的输出端连接至所述内回路控制模式切换开关和所述外回路控制模式切换开关的控制端；

所述两位控制器分别将所述内回路和外回路的综合测量信号与对应的设定值比较，根据比较结果输出所述模式切换控制信号。

5.如权利要求4所述的串级增益自调度PID控制器，其特征在于，所述外回路控制模式切换开关的输出端连接所述设定信号选择切换开关的一个输入端，输出外回路的设定值；

所述外回路控制模式切换开关的输出端还连接至所述内回路PID增益自调度控制器的设定端。

6.如权利要求4所述的串级增益自调度PID控制器，其特征在于，所述两位控制器包括：偏差报警模块、RS触发器和两位输出值切换开关；

所述偏差报警模块的输入端分别连接所述测量信号选择切换开关和所述设定信号选择切换开关的输出端，其两个输出端连接至所述RS触发器的输入端；

所述RS触发器的输出端连接至所述两位输出值切换开关的控制端；

所述两位输出值切换开关的两个输入端分别输入高电位信号和低电位信号；

所述偏差报警模块将所述内回路、外回路的综合测量信号与设定值比较，在比较获得的偏差值达到报警值时，对所述RS触发器发出报警信号；所述RS触发器根据所述报警信号对所述两位输出值切换开关输出开关控制信号；所述两位输出值切换开关在所述开关控制信号的控制下，选择输出所述高电位信号和低电位信号作为所述模式切换控制信号。

7.如权利要求1至3任一项所述的串级增益自调度PID控制器，其特征在于，所述PID增益自调度外控制回路还包括：各个上述参数增益自调度计算模块的输入端连接内、外回路的运行工况信号，依据当前运行的工况偏离各典型工况的程度，采用智能推理规则，从输入的多组P、I、D参数中推算出当前工况下满足控制稳定性要求P、I、D控制参数，推算出对应当前工况的P、I、D控制参数分别送到所述内、外回路PID增益自调度控制器的控制参数外给定端。