PID参数整定方法及装置与流程

本申请涉及工控领域，尤其涉及一种pid参数整定方法及装置。

背景技术：

1、在工控领域，经常通过pid算法对控制系统进行自动控制，使用pid算法需要结合控制系统的特性进行参数整定，需要调整的参数如比例增益、积分增益、以及微分增益等，现有技术在进行参数整定时，可以通过辨别模型进行推理，然而此方法整体过程繁琐、耗时长、且最终的整定效果也不理想。

技术实现思路

1、本申请提供了一种pid参数整定方法及装置，可以更加高效精确地进行pid参数整定。

2、本申请实施例提供了一种pid参数整定方法，包括：

3、确定应用于目标系统的pid参数的当前值；获取当前值对应的匹配数值，匹配数值包括当前评价值、或当前值对应的迭代次数，当前评价值表征当前值在目标系统的适配程度，迭代次数包括当前值的迭代次数；若匹配数值与预设阈值相匹配，确定当前值为pid参数的目标值。

4、由此，本申请通过数值匹配的方式简单快速地确定pid参数的当前值是否为目标值。

5、在本申请的一些实施例中，确定应用于目标系统的pid参数的当前值，包括：

6、获取pid参数的历史数据集，历史数据集包括pid参数的多个历史值；从历史数据集中抽取第一数量个目标历史值、以及获取目标系统的评价函数；基于第一数量个目标历史值和评价函数进行计算，得到pid参数的当前值。

7、本申请可以依据pid参数的多个历史值，对pid参数进行迭代，得到当前值。

8、在本申请的一些实施例中，基于第一数量个目标历史值和评价函数进行计算，得到pid参数的当前值，包括：

9、基于第一数量个目标历史值和评价函数，计算平均梯度值；通过平均梯度值对pid参数的值进行更新，得到当前值。

10、本申请可以基于梯度更新的思路对pid参数的值进行更新，得到pid参数的当前值。

11、在本申请的一些实施例中，基于第一数量个目标历史值和评价函数，计算平均梯度值，包括：

12、确定评价函数的导函数；分别将每个目标历史值输入导函数进行计算，得到第一数量个梯度值；对第一数量个梯度值求平均，得到平均梯度值。

13、在本申请的一些实施例中，通过平均梯度值对pid参数的值进行更新，得到当前值，包括：

14、获取针对目标系统的噪声值和学习率值；基于噪声值、学习率值、pid参数的值和平均梯度值进行计算，得到pid参数的当前值。

15、在本申请的一些实施例中，匹配数值包括当前评价值，获取当前值对应的匹配数值，包括：

16、获取目标系统的评价函数；确定目标系统在应用当前值的情况下的响应数据；基于响应数据和评价函数，计算当前值对应的当前评价值。

17、本申请确定目标系统在应用当前值的情况下的响应数据，进而计算得到当前评价值。

18、在本申请的一些实施例中，基于响应数据和评价函数，计算当前值对应的当前评价值，包括：

19、确定响应数据对应的多个动态性能指标的值，动态性能指标包括超调量、上升时间、以及调节时间；将多个动态性能指标的值输入评价函数，计算得到当前值对应的当前评价值。

20、在本申请的一些实施例中，方法还包括：

21、将当前值、多个动态性能指标的值、以及当前评价值保存在历史数据集。

22、在本申请的一些实施例中，目标系统的评价函数可以为：

23、

24、其中，x为当前值，σ(x)为超调量函数，tr(x)为上升时间函数，ts(x)为调节时间函数。

25、相应地，本申请实施例提供一种pid参数整定装置，包括：

26、当前值模块，用于确定应用于目标系统的pid参数的当前值；

27、匹配数值模块，用于获取当前值对应的匹配数值，匹配数值包括当前评价值、或当前值对应的迭代次数，当前评价值表征当前值在目标系统的适配程度，迭代次数包括当前值的迭代次数；

28、目标值模块，用于若匹配数值与预设阈值相匹配，确定当前值为pid参数的目标值。

29、相应地，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序适于处理器进行加载，以执行本申请实施例提供的任一种pid参数整定方法。

30、相应地，本申请实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行计算机程序时实现本申请实施例提供的任一种pid参数整定方法。

技术特征：

1.一种pid参数整定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定应用于目标系统的pid参数的当前值，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一数量个目标历史值和所述评价函数进行计算，得到所述pid参数的当前值，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一数量个目标历史值和所述评价函数，计算平均梯度值，包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过所述平均梯度值对所述pid参数的值进行更新，得到当前值，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述匹配数值包括当前评价值，所述获取所述当前值对应的匹配数值，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述响应数据和所述评价函数，计算所述当前值对应的当前评价值，包括：

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述目标系统的评价函数为：

10.一种pid参数整定装置，其特征在于，包括：

技术总结
本申请公开了一种PID参数整定方法及装置，属于工控领域，包括：确定应用于目标系统的PID参数的当前值，获取当前值对应的匹配数值，匹配数值包括当前评价值、或当前值对应的迭代次数，当前评价值表征当前值在目标系统的适配程度，若匹配数值与预设阈值相匹配，确定当前值为PID参数的目标值；本申请可以更加高效精确地进行PID参数整定。

技术研发人员：赵金玉,逄林,石明丰,刘飞飞,彭超,税洁
受保护的技术使用者：深圳市国电科技通信有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15