[发明专利]基于PID算法及队列模型的顺序控制与调节方法

说明书

本发明涉及一种应用于工业的工艺参数调控方法，具体地说，涉及一种基于PID算法及队列模型的顺序控制与调节方法。其能够在原有对同组多台设备进行控制的基础上，将PID算法与队列模型进行结合，从而能够较佳地实现多台设备的顺序控制与调节，相比传统方法，本发明提供的方法，自动化程度高，节省人力、容错性好，而且成本基本不变。

技术领域

本发明涉及一种应用于工业的工艺参数调控方法，具体地说，涉及一种基于PID算法及队列模型的顺序控制与调节方法。

背景技术

在诸如传统恒压供水系统或恒温加热等工业应用中，同一组多台相同的电机或者加热器同时工作，其中1台用作功率调节(电机一般采用变频调速，电加热器一般采用斩波调功)，以达到即能精确控制工艺参数，又可以节能的目的。同时，还通常会设置1～2台相同设备作为备用。

在目前的上述应用中，往往需要备用设备定期投入运行，运行设备定期停运维护，以达到每台设备运行时间相互接近的目的。但设备的投入和切除都需要手动操作等人工干预的方式，这种方式不仅浪费人力、而且容易产生人为出错的问题。

发明内容

为了能够克服现有技术的某种或某些缺陷，本发明提供了一种基于PID算法及队列模型的顺序控制与调节方法，其能够在原有对同组多台设备进行控制的基础上，将PID算法与队列模型进行结合，从而能够较佳地实现多台设备的顺序控制与调节，相比传统方法，本发明提供的方法，自动化程度高，节省人力、容错性好，而且成本基本不变。

根据本发明的基于PID算法及队列模型的顺序控制与调节方法，其包括以下步骤：

(1)将功率均为P的N组被控设备分别通过N组编号为S₁₁～S_1N的第一开关器件接入电源，并将所述N组被控设备分别通过N组编号为S₂₁～S_2N的第二开关器件与一调节器件连接后接入电源，S₁₁～S_1N、S₂₁～S_2N和调节器件均构造成由一控制器件进行控制；

(2)定义自控制器件处输入的工艺参数设定值为X_set，定义经控制器件处采集的工艺参数实测值为X_act，定义k时刻总输出功率为U_k，采用增量式PID算法对总输出功率U_k进行调节，则

上式中，U_k-1为(k-1)时刻的总输出功率，K_p为比例系数，T为采样周期，T_i为积分时间，T_d为微分时间，e_k、e_k-1、e_k-2分别为k、(k-1)、(k-2)时刻的工艺参数实测值X_act与工艺参数设定值X_set之差；

(3)将所述N组被控设备中的1台作为功率调节设备，其余作为投切设备，定义k时刻功率调节设备的调节功率为P_k，定义k时刻所需接入电源的投切设备数量为A_k，P_k和A_k分别由下式求得，

上式中，mod()为求余函数，int()为向下求整函数；

(4)投入或切除投切设备，定义数组I用于存放S₁₁～S_1N的地址，定义所需投入的第一开关器件的地址为m，m＝1～(N-1)，定义所需切除的第一开关器件的地址为n，n＝1～(N-1)，其中，

投入指令为，

m＝mod(m，N-1)+1