[发明专利]防止使用非线性增益的PID控制器失效的方法

摘要

本发明公开了一种用在过程控制系统的PID控制器里的防止PID控制器在使用非线性增益参数时失效的方法。PID控制器被用来在当前的执行周期里产生输出给一个控制过程的设备的一个控制变量(CV),作为对输入的过程变量(PV)、设定值(SP),和增益参数(K)的响应。本发明接收PV、SP和K,并产生PV与设定值SP的偏差的比例、积分和微分分量。这种产生的分量用来计算当前执行周期的输出增量CV。接下来计算当前的增益值,即从前一个执行周期的增益值减去当前的执行周期增益值。接着进行线性或非线性增益参数的测试,并且响应于非线性增益参数,计算非线性增益变化分量,并加到增量输出CV。通过把由非线性增益变化分量修正得到的增量输出CV加到前一个执行周期的CV值里,产生当前执行周期的输出CV。前面的执行周期的比例、积分和微分分量的累加量被更新为由当前执行周期所产生的比例、积分和微分分量。这些累加量用来计算下一个周期的非线性增益变化分量。然而,如果测试得到的是一个线性增益参数,那么非线性增益变化分量的计算就被跳过,输出量CV就通过将增量输出量CV加到前一个执行周期的CV值里而得到。

主权项

1、一种防止PID控制器失效的方法，所述PID控制器用在过程控制系统的控制回路里，所述PID控制器在当前执行周期里向控制一过程的一设备产生和输出一个控制变量(CV)，并在当前执行周期里接收来自控制回路的指示受控过程状态的过程变量(PV)，和来自过程控制系统的一个设定值(SP)和一个非线性增益参数(K)，所述方法包含步骤：a)在所述当前执行周期里接收来自所述控制回路的PV，和来自所述过程控制系统的所述SP和所述K，并产生所述PV与所述SP的偏差的一比例分量；b)在所述当前执行周期里接收来自所述控制回路的PV，和来自所述过程控制系统的所述SP和所述K，并产生一积分分量，该积分分量是所述PV与所述SP的偏差的时间积分；c)在所述当前执行周期里接收来自所述控制回路的PV，和来自所述过程控制系统的所述SP和所述K，并产生一微分分量，该微分分量是所述PV与所述SP的偏差的时间微分；d)用所述比例、积分和微分分量产生当前执行周期的增量输出CV；e)产生一个非线性增益变化分量，并把所述非线性增益变化分量加到所述增量输出CV；f)通过把步骤e)的结果加到前一个执行周期的输出CV值里而产生所述的当前执行周期的输出CV；g)用当前执行周期的所述比例、积分和微分分量更新所述前面的执行周期的所述的已存储的比例、积分和微分分量的和。