基于抗擾性能指標(biāo)的室溫控制系統(tǒng)比例積分控制算法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于抗擾性能指標(biāo)的室溫控制系統(tǒng)比例積分控制算法，采用基于抗擾性能指標(biāo)設(shè)計(jì)比例積分控制器，確定比例積分控制器參數(shù)，對(duì)室溫被控對(duì)象進(jìn)行控制。本發(fā)明能夠彌補(bǔ)現(xiàn)有的比例積分控制在室溫控制系統(tǒng)應(yīng)用的局限性，該比例積分控制算法能夠同時(shí)滿足室溫控制系統(tǒng)開環(huán)控制回路中增益裕量和相位裕量的要求，并且抗干擾性能好、可靠性高，為現(xiàn)場(chǎng)工作人員和設(shè)計(jì)工程師們所熟悉，滿足室溫控制系統(tǒng)的控制要求。
【專利說明】基于抗擾性能指標(biāo)的室溫控制系統(tǒng)比例積分控制算法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于抗擾性能指標(biāo)的室溫控制系統(tǒng)比例積分控制算法，屬于室溫 控制【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 室溫控制系統(tǒng)可以看做是一階慣性加延遲的對(duì)象，在室溫控制系統(tǒng)的中，比例積 分控制是最常見的一種控制算法，和其他被控對(duì)象相比，室溫控制對(duì)象具有受負(fù)荷變化影 響較大、強(qiáng)耦合、時(shí)變、非線性和時(shí)延明顯的特點(diǎn)，常規(guī)的積分比例控制器在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行 之前需要進(jìn)行良好整定才能適應(yīng)室溫被控對(duì)象中負(fù)荷的干擾。
[0003] 但是目前針對(duì)空調(diào)控制系統(tǒng)沒有合適的抗擾型比例積分整定方法，比例積分控制 器的參數(shù)大多數(shù)通過經(jīng)驗(yàn)或者一些常見的比例積分工程整定方法獲得，但這一些并不能完 全滿足室溫控制系統(tǒng)的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于抗擾性能指標(biāo)的室溫控制系統(tǒng)比例積分控制算 法，實(shí)現(xiàn)室溫的比例積分控制。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0006] 基于抗擾性能指標(biāo)的室溫控制系統(tǒng)比例積分控制算法，包括以下步驟：
[0007] 1)建立室溫控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；
[0008] 2)得到比例積分控制器的傳遞函數(shù)；
[0009] 3)基于抗擾性能指標(biāo)設(shè)計(jì)比例積分控制器，確定比例積分控制器參數(shù)。
[0010] 前述的步驟1)室溫控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型G(S)為： _1]

【權(quán)利要求】
1. 基于抗擾性能指標(biāo)的室溫控制系統(tǒng)比例積分控制算法，其特征在于，包括以下步 驟： 1) 建立室溫控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型； 2) 得到比例積分控制器的傳遞函數(shù)； 3) 基于抗擾性能指標(biāo)設(shè)計(jì)比例積分控制器，確定比例積分控制器參數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于抗擾性能指標(biāo)的室溫控制系統(tǒng)比例積分控制算法，其特 征在于，所述步驟1)室溫控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型G(s)為：
(1) 其中，s為拉普拉斯算子，Ks為放大系數(shù)，Ts為時(shí)間常數(shù)，τ為純延遲時(shí)間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于抗擾性能指標(biāo)的室溫控制系統(tǒng)比例積分控制算法，其特 征在于，所述步驟2)比例積分控制器的傳遞函數(shù)Gjs)為：
其中，KP為比例系數(shù)，&為積分系數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于抗擾性能指標(biāo)的室溫控制系統(tǒng)比例積分控制算法，其特 征在于，所述步驟3)的具體實(shí)現(xiàn)過程為： 2-1)將室溫被控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型G(s)轉(zhuǎn)化為如下形式：
C4) (5) 將比例積分控制器的傳遞函數(shù)Gjs)轉(zhuǎn)化為如下形式：
(6) 其中，
KP為比例積分控制器的比例系數(shù)，&為比例積分控制器的積分系數(shù)； 2-2)令aa = Αα和bb = Ββ，則比例積分控制器的零點(diǎn)和空調(diào)系統(tǒng)的極點(diǎn)對(duì)消，此時(shí)室溫 對(duì)象控制回路的開環(huán)傳遞函數(shù)Gjs)可表示為：
(8) 2-3)根據(jù)式（8)，室溫控制回路的開環(huán)傳遞函數(shù)的頻率特性Gjjco)存在如下形式：
(9) (10) 2-5)根據(jù)式（9)，抗擾性能指標(biāo)λ中， (11)
(12) 2-6)根據(jù)式（5)，式（7)和式（12)，得到比例積分控制器參數(shù)為：
(13)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于抗擾性能指標(biāo)的室溫控制系統(tǒng)比例積分控制算法，其特 征在于，所述抗擾性能指標(biāo)λ的值大于0.6366。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于抗擾性能指標(biāo)的室溫控制系統(tǒng)比例積分控制算法，其特 征在于，所述抗擾性能指標(biāo)λ的取值為1.9。
【文檔編號(hào)】G05B13/04GK104122907SQ201410326252
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】白建波, 李洋, 王孟 申請(qǐng)人:河海大學(xué)常州校區(qū)