[发明专利]一种基于统计学原理的数字PID参数自整定方法

权利要求书

1. 一种基于统计学原理的数字PID参数自整定方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）初始化程序，读取传感器初始化参数；

（2）参数整定：对数学模型                                               ① ，

式中，u：控制输出信号，e：当前值与设定值差，K：比例增益控制参数，K_i：积分增益控制参数，K_d：微分增益控制参数，t：输入采样时间，b：输出偏移；

令(u(t))’为矩阵Y， (K，1/ K_i，K_d)为矩阵B，为矩阵X，则有方程式Y = BX+b成立，其中，矩阵X、Y均为实验采集数据，矩阵B是待估计的PID参数；

利用如下矩阵计算式计算待估计参数：

 B = (Y –b)/ X = (Y – b ) * inv ( X ) ②

整定过程开始时，设定三个不同的控制器输出值y1、y2、y3，分别计算相应的输入值x1、x2、x3；把控制器输出值Y=（y1，y2，y3）和输入值X = (x1，x2，x3)分别代入式②中，即可计算得到待估计参数K、K_i、K_d；

（3）分别计算比例相Ke(t)、积分相和微分相；

（4）比例相、积分相和微分相求和；

（5）控制器运行一定时间后，对整定后的参数进行适宜性判断，设判断函数，式中，u：控制器输出信号，e：当前值与设定值差，σ：e值正态分布的标准差；

如果E＜4σ，则说明整定后的参数是适宜的，可进行控制器控制信号输出使用；如果E＞4σ，则表示控制对象的特性发生了变化，当前PID参数已经不适用，并按前述步骤对参数进行重新整定。