自控調節算法和控制儀表制造技術

本發明專利技術設計的自控調節算法，將控制過程分兩種情況：把被控系統從一種狀態推到另一種狀態，此時的輸出量稱之為變態量；使被控系統維持在某一狀態穩定狀態，此時的輸出量稱之為維持量；其中變態量為通過被控系統所適用的物理規律的隨時間變換得到的估算值；被控系統達到所要求的狀態后，變態量變化為維持量，維持量為通過被控系統所適用的物理規律不隨時間變化得到的值。這種自控調節算法，用維持量和變態量的理念編制的自整定算法，使控制效果出乎意料的好，其適應范圍比ＰＩＤ整定算法大得多。且算法簡單，程序小，可用在一般的自動化儀表的控制程序中，更能做成可編程控制器（ＰＬＣ）或組態軟件中的調節算法模塊。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種控制方法及儀表，特別是一種自控調節算法和控制儀表。
技術介紹
經典自控調節理論是計算機吋代前誕生的是為解決模擬電路控制系統的，把模擬電 路中各單元和執行器單元變換成能互連的傳遞函數，組成便于分析的系統模型。幾十年來到目前為止自動控制只有PID調節理論和方法，PID調節器用傳遞函數組成的數字模 型，模糊控制，用的還是純數字推理，沒有跳出原來的范疇。"時間"是控制調節難處理 的問題，在PID中，兩個主要控制參數是時間參數(積分和微分常數)，設置不好易引 起振蕩，很難設置正確，這是微積分公式構成的數字模型必然結果。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決上述技術的不足無需數學建模，自動控制程度高，調節方 法簡單，并不受時間等條件影響的自控調節算法，以及應川這種方法的控制儀表。為了達到上述目的，本專利技術設計的自控調節算法，將控制過程分兩種情況把被 控系統從一種狀態推到另一種狀態，此時的輸出量稱之為變態量；使被控系統 維持在某一狀態穩定狀態，此時的輸出量稱之為維持量；其中變態量為通過被 控系統所適用的物理規律的隨時間變換得到的估算值；被控系統達到所要求的 狀態后，變態量變化為維持量，維持量為通過被控系統所適用的物理規律不隨 時間變化得到的值。輸出量OLNfl(AA)+f^(AA)，其中AA是設定值與實際值 差值，其中fl(AA)為變態量，f2(AA)為維持量。為了方便控制整個系統變化的速度及控制過沖強度，在控制過程中設置了 一個調節強度，輸出量OU-fl(KAA)+f2(AA)，其中K為調節強度，是用戶自 設定的值，共有0到12共十三個等級，K值的大小，直接控制系統從某一狀態 變化到另一種狀態的時間，及過沖強度。本專利技術所得到的自控調節算法，用維持量和變態量的理念編制的自整定算法， 使控制效果出乎意料的好，其適應范圍比PID整定算法大得多。這種自控調節算法沒有時間參數，只要控制實施速度和被控量變化速度相適應即可。對多快 多慢的過程都適應，限制應用的是系統的采樣、計算和將計算輸出正確轉化為 實際驅動輸出的速度。且算法簡單，程序小，可用在一般的自動化儀表的控制程序中，更能做成可編程控制器(PLC)或組態軟件中的調節算法模塊。做成 算法集成電路供自動化儀表使用，必將大大提高自動化儀表控制水平。還具有 有效抑制驅動輸出分辨不高和波動對穩態精度的影響。本專利技術所得到的實施上述自控調節算法的控制儀表，它主要包括外殼，其特 征是在外殼上設有數據輸入接口，數據輸入接口通過信號轉換器與控制中心電連接，控 制中心上電連接設在外殼上的顯示裝置、強度選擇按鈕和輸出接口。信號轉換器可以是 A/D轉換器。顯示器一般液晶顯示器或LED顯示器。這種控制儀表，有效的實施了本專利技術所設計的自控調節算法，設有強度選擇按鈕， 可以直觀的調節自控調節算法的調節強度參數K,方便用戶調節自動控制過程，具有結 構簡單，使用方便， 一般無需具有高水平的專業知識就可方便直觀的操作控制。 附圖說明圖1是本專利技術實施例1的控制過程方塊圖2是本專利技術實施例1的恒溫箱使用該自控方法得到的控制曲線圖表； 圖3是本專利技術實施例2的各部件模塊組成圖； 圖4是本專利技術實施例2的結構示意圖。 具體實施例方式下面通過實施例結合附圖對本專利技術作進一步的描述。實施例l如圖l所示，本實施例描述的自控調節算法，將控制過程分兩種情況把被控系 統從一種狀態推到另一種狀態，此時的輸出量稱之為變態量；使被控系統維持 在某一狀態穩定狀態，此時的輸出量稱之為維持量；其中變態量為通過被控系 統所適用的物理規律的隨時間變換得到的估算值；被控系統達到所要求的狀態 后，變態量變化為維持量，維持量為通過被控系統所適用的物理規律不隨吋間 變化得到的值。輸出量Ol^fl(AA)+f2(AA)，其中AA是設定值AO與實際值差值Af，其中fl(AA)為變態量，f2(AA)為維持量。在控制過程中設置了一個 調節強度K，輸出量OLNfl(KAA)+f2(AA)，是用戶自設定的值，共有0到12 共十三個等級，以恒溫箱控制為例，其中調節強度K分別是K二4和K二5， K 值的大小，直接控制系統從某一狀態變化到另一種狀態的時間，及過沖強度， 口J得到如圖2所示的溫度控制曲線。如圖3、圖4所示，本實施例描述的控制儀表，它主要包括外殼l，在外殼l上設 有數據輸入接口2，，數據輸入接口2通過信號轉換器3與控制中心4電連接，信號轉換 器3為A/D轉換器，控制中心4上電連接設在外殼上的顯示裝置6、強度選擇按鈕7和 輸出接口8。其中顯示裝置6為液晶顯示器。權利要求1. 一種自控調節算法，其特征是將控制過程分兩種情況把被控系統從一種狀態推到另一種狀態，此時的輸出量稱之為變態量；使被控系統維持在某一狀態穩定狀態，此時的輸出量稱之為維持量；其中變態量為通過被控系統所適用的物理規律隨時間變換得到的估算值；被控系統達到所要求的狀態后，變態量變化為維持量，維持量為通過被控系統所適用的物理規律不隨時間變化得到的值。2. 根據權利要求1所述的自控調節算法，其特征是所述的輸出量OU=fl(A A)+f2(AA)，其中AA是設定值與實際值差值，其中fl(AA)為變態量， f2(AA)為維持量。3. 根據權利要求2所述的自控調節算法，其特征是所述的輸出量OLNfl(K △A)+ f2(AA),其中K為調節強度，是用戶自設定的值，共有0到12 共十三個等級，K值的大小，直接控制系統從某一狀態變化到另一種狀 態的時間，及過沖強度。4. 一種實施權利要求3所述的自控調節算法的控制儀表，它主要包括外殼，其特 征是在外殼上設有數據輸入接口，數據輸入接口通過信號轉換器與控制中心電 連接，控制中心上電連接設在外殼上的顯示裝置、強度選擇按鈕和輸出接口。5. 根據權利要求4所述的控制儀表，其特征是所述的信號轉換器是A/D轉換器。6. 根據權利要求4或5所述的控制儀表，其特征是所述的顯示器是液晶顯示器或 LED顯示器。全文摘要本專利技術設計的自控調節算法，將控制過程分兩種情況把被控系統從一種狀態推到另一種狀態，此時的輸出量稱之為變態量；使被控系統維持在某一狀態穩定狀態，此時的輸出量稱之為維持量；其中變態量為通過被控系統所適用的物理規律的隨時間變換得到的估算值；被控系統達到所要求的狀態后，變態量變化為維持量，維持量為通過被控系統所適用的物理規律不隨時間變化得到的值。這種自控調節算法，用維持量和變態量的理念編制的自整定算法，使控制效果出乎意料的好，其適應范圍比PID整定算法大得多。且算法簡單，程序小，可用在一般的自動化儀表的控制程序中，更能做成可編程控制器(PLC)或組態軟件中的調節算法模塊。文檔編號G05B19/04GK101533266SQ20091009727公開日2009年9月16日 申請日期2009年4月2日 優先權日2009年4月2日專利技術者瑤 余 申請人:瑤 余本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種自控調節算法，其特征是將控制過程分兩種情況：把被控系統從一種狀態推到另一種狀態，此時的輸出量稱之為變態量；使被控系統維持在某一狀態穩定狀態，此時的輸出量稱之為維持量；其中變態量為通過被控系統所適用的物理規律隨時間變換得到的估算值；被控系統達到所要求的狀態后，變態量變化為維持量，維持量為通過被控系統所適用的物理規律不隨時間變化得到的值。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：余瑤，
申請(專利權)人：余瑤，
類型：發明
國別省市：86[中國|杭州]