[发明专利]PID性能评估方法

权利要求书

1.PID性能评估方法，其特征在于，所述评估方法，包括：

获取控制回路的生产数据、以及与生产数据对应的数据质量码，根据数据质量码对生产数据进行坏值处理，得到处理后的生产数据序列；

根据处理后的生产数据序列，结合预设的过程模型对控制回路的响应时间进行更新，得到更新后的响应时间；

结合更新后的响应时间获取与控制回路对应的性能评价参数，根据性能评价参数确定控制回路的性能等级；

其中，生产数据包括控制回路的测量值、设定值以及操作值；

所述根据处理后的生产数据序列，结合预设的过程模型对控制回路的响应时间进行更新，得到更新后的响应时间，包括

构建预设的过程模型output＝M·input，其中output代表控制回路的输出时间序列，input代表控制回路的输入时间序列，M代表控制回路的过程控制函数，M＝f(k,T,σ)，其中k代表回路增益，T为时间常数，σ表示迟滞；

建立目标优化函数

对目标优化函数求解，获取令目标优化函数取得最小值的k、T、σ，其中，u代表控制回路的理想输入时间序列，y代表控制回路的实际输出时间序列；

基于求解后的T+σ，得到更新后的响应时间。

2.根据权利要求1所述的PID性能评估方法，其特征在于，所述获取控制回路的生产数据、以及与生产数据对应的数据质量码，根据数据质量码对生产数据进行坏值处理，得到处理后的生产数据序列，包括：

获取控制回路的生产数据中的测量值PV、设定值SV以及操作值MV，提取生产数据中的时刻值t，根据时刻值t将生产数据划分成N个数据点，得到由N个数据点构成的生产数据序列PV(t)、SV(t)以及MV(t)；

如果数据质量码出现坏值，确定与出现坏值的数据质量码对应的位于生产数据序列内的差错数据，对差错数据进行替换处理，得到处理后的生产数据序列。

3.根据权利要求2所述的PID性能评估方法，其特征在于，所述对差错数据进行替换处理，包括：

获取差错数据的前一位数据和后一位数据，确定前一位数据与后一位数据的平均值，将差错数据替换为平均值。

4.根据权利要求1所述的PID性能评估方法，其特征在于，所述性能评价参数，包括动态性能评价参数和静态性能评价参数。

5.根据权利要求4所述的PID性能评估方法，其特征在于，所述结合更新后的响应时间获取与控制回路对应的性能评价参数，根据性能评价参数确定控制回路的性能等级，包括：

根据更新后的响应时间，获取包括控制回路的上升时间tr、调节时间ts以及超调量σ％在内的动态性能评价参数；

将动态性能评价参数与预设动态性能参数阈值进行对比，根据对比结果，判定控制回路在动态性能方面的性能等级。

6.根据权利要求4所述的PID性能评估方法，其特征在于，所述结合更新后的响应时间获取与控制回路对应的性能评价参数，根据性能评价参数确定控制回路的性能等级，包括：

根据更新后的响应时间，对处理后的生产数据序列进行频率分割，对分割后的生产数据序列进行滤波分解，获取分解后的低频段生产数据序列以及高频段生产数据序列；

确定低频段生产数据序列和高频段生产数据序列在各频段的方差值，基于方差值获取高频段生产数据与包含低频段生产数据、高频段生产数据的总体数据的能量比值；

将能量比值与预设静态性能参数阈值进行对比，根据对比结果，判定控制回路在静态性能方面的性能等级。

7.根据权利要求1所述的PID性能评估方法，其特征在于，所述评估方法，还包括：

获取经验响应时间。

8.根据权利要求7所述的PID性能评估方法，其特征在于，所述评估方法，还包括：

根据处理后的生产数据序列对经验响应时间进行验证；

如果验证结果表明经验响应时间产生的误差低于预设阈值，则根据经验响应时间获取与控制回路对应的性能评价参数，根据性能评价参数确定控制回路的性能等级。

9.根据权利要求1所述的PID性能评估方法，其特征在于，所述评估方法，还包括：

在首次运行PID性能评估方法时，在得到处理后的生产数据序列后，结合初始设定的响应时间，获取与控制回路对应的性能评价参数，根据性能评价参数确定控制回路的性能等级；

基于性能评价参数对控制回路进行调节，结合预设的过程模型对控制回路的响应时间进行更新，得到更新后的响应时间。