基于动态仿真的控制参数优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于动态仿真的控制参数优化方法及装置。其中，该方法包括：建立被控对象的半物理仿真系统；基于所述半物理仿真系统进行动态仿真；根据仿真结果优化所述被控对象的PID控制参数。本发明专利技术建立半物理仿真系统，通过动态仿真过程来提供优化控制器PID控制参数的依据，对PID控制参数进行准确的优化，使得被控对象的PID控制参数适合当前的被控对象，进而保证被控对象控制的有效性和可靠性。

Control parameter optimization method and device based on dynamic simulation

【技术实现步骤摘要】
基于动态仿真的控制参数优化方法及装置
本专利技术涉及自动控制
，具体而言，涉及一种基于动态仿真的控制参数优化方法及装置。
技术介绍
在自动控制系统中，一般采用PID(ProportionIntegrationDifferentiation，比例积分微分)控制器来控制设备(也可称为被控对象)。由工程师凭借经验或试验确定设备控制器中所使用的PID控制参数，并且在设备使用过程中保持该PID控制参数不变。但是，由于设备的老化或者其他原因，设备的性能会有所变化，此时，固定的PID控制参数已经不适合老化的设备了，影响设备控制的有效性和可靠性。针对现有技术中设备控制参数固定不变影响设备控制的有效性和可靠性的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种基于动态仿真的控制参数优化方法及装置，以解决现有技术中设备控制参数固定不变影响设备控制的有效性和可靠性的问题。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种控制参数优化方法，包括：建立被控对象的半物理仿真系统；基于所述半物理仿真系统进行动态仿真；根据仿真结果优化所述被控对象的PID控制参数。可选的，建立被控对象的半物理仿真系统，包括：获取所述被控对象的数学模型；与所述被控对象的控制器建立通信连接，得到所述半物理仿真系统，其中，所述半物理仿真系统包括：所述被控对象的数学模型和所述被控对象的控制器。可选的，获取所述被控对象的数学模型，包括：在第一次对所述被控对象进行参数优化的情况下，获取所述被控对象的实测数据，并根据所述实测数据建立所述被控对象的数学模型，在非第一次对所述被控对象进行参数优化的情况下，根据所述被控对象的标识信息从存储模块中获取所述被控对象的数学模型；或者，根据所述被控对象的标识信息，从预设模型数据库中获取所述被控对象的数学模型，其中，所述预设模型数据库中存储有各种不同类型的被控对象的数学模型。可选的，根据所述实测数据建立所述被控对象的数学模型，包括：根据所述被控对象的类型确定所述被控对象对应的特性曲线函数，其中，所述特性曲线函数用于表示所述被控对象的输入参数与输出参数之间的关系；对所述实测数据和所述特性曲线函数进行数据拟合，以确定所述特性曲线函数中的待定系数，得到所述被控对象的数学模型。可选的，根据所述实测数据建立所述被控对象的数学模型，包括：对所述实测数据进行数据清洗，得到有效数据；根据所述有效数据建立所述被控对象的数学模型。可选的，对所述实测数据进行数据清洗，得到有效数据，包括：确定所述实测数据的数据分布情况；根据所述数据分布情况，确定处于预设范围内的数据作为所述有效数据。可选的，基于所述半物理仿真系统进行动态仿真，包括：接收所述被控对象的控制器发送的控制信号，其中，所述控制信号包括所述被控对象的控制器根据偏差值和控制参数计算得到的输入参数值；根据所述被控对象的当前仿真状态、所述控制信号和所述被控对象的数学模型，计算所述被控对象在所述当前仿真状态下按照所述输入参数值执行动作后所对应的输出参数值；向所述被控对象的控制器发送所述输出参数值，以使所述被控对象的控制器根据所述输出参数值与目标值重新确定偏差值并根据新的偏差值发送相应的控制信号，直到所述偏差值小于预设阈值或者仿真时长达到预设时长，则停止仿真。可选的，根据仿真结果优化所述被控对象的PID控制参数，包括：获取动态仿真过程中的各组仿真数据，其中，所述仿真数据包括：仿真时刻和输出参数值；根据所述各组仿真数据确定输出参数的动态变化曲线；根据所述动态变化曲线和本次动态仿真过程所对应的目标值，调整所述被控对象的PID控制参数。可选的，在基于所述半物理仿真系统进行动态仿真之后，还包括：根据动态仿真过程中的计算数据，获取对应的实测数据，其中所述计算数据包括：输入参数值和输出参数值；若所述计算数据与对应的实测数据不一致，则根据所述对应的实测数据修正所述被控对象的数学模型。本专利技术实施例还提供了一种控制参数优化装置，包括：建立模块，用于建立被控对象的半物理仿真系统；仿真模块，用于基于所述半物理仿真系统进行动态仿真；优化模块，用于根据仿真结果优化所述被控对象的PID控制参数。本专利技术实施例还提供了一种空调仿真系统，包括：本专利技术实施例所述的控制参数优化装置。本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如本专利技术实施例所述的方法。应用本专利技术的技术方案，建立被控对象的半物理仿真系统，基于半物理仿真系统进行动态仿真，并根据仿真结果优化被控对象的PID控制参数，通过基于半物理仿真系统的动态仿真来提供优化控制器PID控制参数的依据，对PID控制参数进行准确的优化，使得被控对象的PID控制参数能够与被控对象匹配，保证被控对象控制的有效性和可靠性。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的控制参数优化方法的流程图；图2是本专利技术实施例二提供的电动阀门仿真和控制参数优化示意图；图3是本专利技术实施例三提供的控制参数优化装置的结构框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一本实施例提供一种基于动态仿真的控制参数优化方法，可用于对被控对象的PID控制参数进行优化，从而使得该PID控制参数适应被控对象的变化(如老化)。该方法可以由控制参数优化装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件实现，该装置一般可集成于终端中，例如，上位机。图1是本专利技术实施例一提供的控制参数优化方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：S101，建立被控对象的半物理仿真系统。本专利技术实施例中的被控对象是指PID控制对象，例如，电动阀门、水泵和电机等。半物理仿真系统是指数学模型与物理模型相结合的仿真系统。S102，基于半物理仿真系统进行动态仿真。S103，根据仿真结果优化被控对象的PID控制参数。其中，PID控制参数包括：比例系数、积分系数和微分系数。基于被控对象的半物理仿真系统进行数学仿真和物理仿真结合的动态仿真，并根据动态仿真结果优化PID控制参数，借助数学模型来提供优化控制器PID控制参数的依据，保证优化结果的可靠性。通过本实施例，建立被控对象的半物理仿真系统，基于半物理仿真系统进行动态仿真，并根据仿真结果优化被控对象的PID控制参数，通过基于半物理仿真系统的动态仿真来提供优化控制器PID控制参数的依据，对PID控制参数进行准确的优化，使得被控对象的PID控制参数能够与被控对象匹配，保证被控对象控制的有效性和可靠性，进而可以保证现场控制系统的稳定性和可靠性。本专利技术实施例中，可以按照预设周期来定期对同一被控对象的PID控制参数进行优化，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制参数优化方法，其特征在于，包括：/n建立被控对象的半物理仿真系统；/n基于所述半物理仿真系统进行动态仿真；/n根据仿真结果优化所述被控对象的PID控制参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种控制参数优化方法，其特征在于，包括：
建立被控对象的半物理仿真系统；
基于所述半物理仿真系统进行动态仿真；
根据仿真结果优化所述被控对象的PID控制参数。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立被控对象的半物理仿真系统，包括：
获取所述被控对象的数学模型；
与所述被控对象的控制器建立通信连接，得到所述半物理仿真系统，其中，所述半物理仿真系统包括：所述被控对象的数学模型和所述被控对象的控制器。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取所述被控对象的数学模型，包括：
在第一次对所述被控对象进行参数优化的情况下，获取所述被控对象的实测数据，并根据所述实测数据建立所述被控对象的数学模型，在非第一次对所述被控对象进行参数优化的情况下，根据所述被控对象的标识信息从存储模块中获取所述被控对象的数学模型；或者；
根据所述被控对象的标识信息，从预设模型数据库中获取所述被控对象的数学模型，其中，所述预设模型数据库中存储有各种不同类型的被控对象的数学模型。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述实测数据建立所述被控对象的数学模型，包括：
根据所述被控对象的类型确定所述被控对象对应的特性曲线函数，其中，所述特性曲线函数用于表示所述被控对象的输入参数与输出参数之间的关系；
对所述实测数据和所述特性曲线函数进行数据拟合，以确定所述特性曲线函数中的待定系数，得到所述被控对象的数学模型。


5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述实测数据建立所述被控对象的数学模型，包括：
对所述实测数据进行数据清洗，得到有效数据；
根据所述有效数据建立所述被控对象的数学模型。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对所述实测数据进行数据清洗，得到有效数据，包括：
确定所述实测数据的数据分布情况；
根据所述数据分布情况，确定处于预设范围内的数据作为所述有效数据。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李宏波，王升，郭宇豪，刘国林，何玉雪，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44