调节燃气轮机主控制器中PID参数的方法、主控制器
阅读：809发布：2020-05-11
专利汇可以提供调节燃气轮机主控制器中PID参数的方法、主控制器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了调节 燃气轮机 主 控制器 中PID参数的方法、 主控制器 ，用以解决 现有技术 中存在的燃气轮机控制系统的PID参数调节周期较长的技术问题。包括：获取燃气轮机的当前转速；当所述当前转速与所述燃气轮机的目标转速的第一差值大于设定 阈值 时，基于所述当前转速从预设调度表中获取所述当前转速所使用的PID参数值；其中，所述设定阈值用于让所述当前转速跟随所述目标转速，所述预设调度表为所述燃气轮机的各转速与所使用的PID参数值的对应关系；利用所述当前转速对应PID参数值对所述第一差值进行调节，使所述第一差值小于所述设定阈值。，下面是调节燃气轮机主控制器中PID参数的方法、主控制器专利的具体信息内容。
1.调节燃气轮机主控制器中PID参数的方法，其特征在于，包括：
获取燃气轮机的当前转速；
当所述当前转速与所述燃气轮机的目标转速的第一差值大于设定阈值时，基于所述当前转速从预设调度表中获取所述当前转速所使用的PID参数值；其中，所述设定阈值用于让所述当前转速跟随所述目标转速，所述预设调度表为所述燃气轮机的各转速与所使用的PID参数值的对应关系；
利用所述当前转速对应PID参数值对所述第一差值进行调节，使所述第一差值小于所述设定阈值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设调度表的获取方法，包括：
获取所述燃气轮机在多个稳态工作点对应的转速所使用的PID参数值；其中，每个稳态工作点为基于所述燃气轮机的历史数据确定的非线性数据跳变点；
基于所述多个稳态工作点对应的转速所使用的PID参数值，用线性插值法对所有两个相邻稳态工作点之间的转速所使用的PID参数值进行插值计算，获得所述燃气轮机的每个转速所使用的PID参数值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，获取所述燃气轮机在多个稳态工作点对应的转速所使用的PID参数值，包括：
获取所述多个稳态工作点中指定稳态工作点对应的转速所使用的PID参数值的过程如下：
基于主控制器的第一传递函数、所述燃气轮机在所述指定稳态工作点的第二传递函数，以及执行机构的第三传递函数，构建所述燃气轮机在所述指定稳态工作点使用的系统传递函数；其中，所述第三传递函数是基于所述燃气轮机的历史数据及所述指定稳态工作点对应的转速确定的；所述第一传递函数为所述主控制器对所述燃气轮机进行控制的线性函数，所述第二传递函数为所述燃气轮机在所述指定稳态工作点的线性函数，所述第三传递函数为所述执行机构输出给所述燃气轮机的天然气的输出量与所述主控制器输出给所述执行机构的输入量之间的线性函数；
用根轨迹分析法，对所述系统传递函数进行分析，获得使所述系统传递函数的系统增益小于第一阈值，及转速超调量小于第二阈值的PID参数值；其中，所述PID参数值中微分增益对应的D参数值为0。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一传递函数具体为：
GPI(s)＝Kp+Ki/s；
其中，GPI(s)为所述第一传递函数，s为拉普拉斯算子，Kp为所述PID参数中的比例增益参数P，Ki为所述PID参数中的积分增益参数I。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二传递函数具体为：
Ga(s)＝1/(1+0.3s)；
其中，Ga(s)为所述第二传递函数，s为拉普拉斯算子。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，获得所述第三传递函数的方法具体为：
基于所述燃气轮机的历史数据与预设模型结构，对所述燃气轮机的数学模型进行辨识，获得所述燃气轮机的非线性传递函数；
用所述燃气轮机的非线性传递函数对选定的阶跃函数及所述指定稳态点对应的转速增量与燃料气增量进行计算，获得所述第三传递函数。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，用根轨迹分析法，对所述系统传递函数进行分析，获得使所述系统传递函数的系统增益小于第一阈值，及转速超调量小于第二阈值的PID参数值，包括：
确定所述系统传递函数的零点对应的特征根在负实轴上的取值区间；其中，所述零点对应的特征根的绝对值与所述积分增益I成正比，与所述比例增益P成反比；
用根轨迹法计算每个取值区间中所述系统传递函数的开环零点，并将所述开环零点的绝对值作为所述积分增益I与所述比例增益P的备选比值；
绘制所述系统传递函数在所述比例增益P取不同的预设值时，不同备选比值对应的阶跃响应曲线；并从中选取系统增益最小且所述转速超调量不超过所述第二阈值的阶跃响应曲线对应的备选比值及所述比例增益的取值，获得所述积分增益I与所述比例增益P的第一比值，以及所述比例增益P的取值；
对所述第一比值进行迭代计算，获得比所述第一比值更优的第二比值，将所述第二比值作为所述积分增益与所述比例增益的最终比值；其中，所述第二比值小于所述第一阈值；
基于所述第二比值与所述比例增益的取值，确定所述积分增益I的取值；将所述比例增益P的取值、所述积分增益I的取值分别作为所述PID参数值中的比例增益P值、积分增益I值。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，获得所述第三传递函数之后，还包括：
分别绘制所述指定稳态点在所述第三传递函数中的第一阶跃响应曲线，以及在所述非线性递函数中的第二阶跃响应曲线；
计算所述第一阶跃响应曲线与所述第二节约响应曲线的拟合度；
若所述拟合度达到第三阈值，则确定所述第三传递函数为正确的传递函数。
9.如权利要求1-8任一权项所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述燃气轮机进行加速时，若所述燃气轮机的目标天然气量与当前天然气量的第二差值小于第一天然气增量与第二天然气增量之差，则所述执行机构的天然气增量为所述第二天然气增量；其中，所述第一天然气增量为加速计划的天然气量，所述第二天然增量为所述燃气轮机的当前转速对应的天然气量与所述目标转速对应的天然气量之差；
若第二差值大于所述第一天然气增量与所述第二天然气增量之差，则所述执行机构的天然气增量为所述第一天然气增量。
10.如权利要求1-8任一权项所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述燃气轮机进行减速时，若所述燃气轮机的当前天然气量与目标天然气量的第二差值的绝对值小于第三天然气增量与第二天然气增量之差的绝对值，则所述执行机构的天然气增量为所述第二天然气增量；其中，所述第三天然气增量为减速计划的天然气量，所述第二增量为所述燃气轮机的当前转速对应的天然气量与所述目标转速对应的天然气量之差；
若第二差值大于所述第三天然气增量与所述第二天然气增量之差，则所述执行机构的天然气增量为所述燃气轮机的目标转速对应的天然气量与所述当前转速对应的天然气量之差。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述燃气轮机在进行加速或减速时，若所述第一差值超过设定范围时，则冻结所述当前转速所使用的PID参数值中的积分增益I值。
12.一种主控制器，用于控制燃气轮机，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取燃气轮机的当前转速；
调度单元，用于当所述当前转速与所述燃气轮机的目标转速的第一差值大于设定阈值时，基于所述当前转速从预设调度表中获取所述当前转速所使用的PID参数值；其中，所述设定阈值用于让所述当前转速跟随所述目标转速，所述预设调度表为所述燃气轮机的各转速与所使用的PID参数值的对应关系；
调节单元，用于利用所述当前转速对应PID参数值对所述第一差值进行调节，使所述第一差值小于所述设定阈值。
13.一种主控制器，用于控制燃气轮机，其特征在于，包括：
至少一个处理器，以及
与所述至少一个处理器连接的存储器；
其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令，执行如权利要求1-11任一项所述的方法。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于：
所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-11中任一项所述的方法。
调节燃气轮机主控制器中PID参数的方法、主控制器
技术领域
[0001] 本发明涉及燃气轮机控制领域，尤其是涉及调节燃气轮机主控制器中PID参数的方法、主控制器。
背景技术
[0002] 随着以燃气轮机技术为核心的动力装置的广泛使用，保证燃气轮机能安全、可靠运行的燃气轮机控制系统显得越来越重要。
[0003] 在燃气轮机控制系统中，主控制器担负着启动、控制、监测燃气轮机的任务，进而充分发挥燃气轮机的最大优越性。
[0004] 随着燃气轮机系统越发复杂，传统燃气轮机的控制算法多采用固定不变的PID参数控制燃气轮机整个工作过程，易导致燃气轮机控制系统调节精度差，发生超调现象等；另外，传统燃气轮机控制算法中使用的PID参数整定多采用工程试验，需要在工程试验中进行反复迭代才能获取最终参数，这使得燃气轮机控制系统的设计周期增长、并且在试车过程中易造成设备损坏的问题。
[0005] 鉴于此，如何减少燃气轮机控制系统的PID参数调节周期成为一个亟待解决的技术问题。
发明内容
[0006] 本发明提供调节燃气轮机主控制器中PID参数的方法、主控制器，用以解决现有技术中存在的燃气轮机控制系统的PID参数调节周期较长的技术问题。
[0007] 第一方面，为解决上述技术问题，本发明实施例提供的调节燃气轮机主控制器中PID参数的方法的技术方案如下：
[0008] 获取燃气轮机的当前转速；
[0009] 当所述当前转速与所述燃气轮机的目标转速的第一差值大于设定阈值时，基于所述当前转速从预设调度表中获取所述当前转速所使用的PID参数值；其中，所述设定阈值用于让所述当前转速跟随所述目标转速，所述预设调度表为所述燃气轮机的各转速与所使用的PID参数值的对应关系；
[0010] 利用所述当前转速对应PID参数值对所述第一差值进行调节，使所述第一差值小于所述设定阈值。
[0011] 通过获取燃气轮机的当前转速；并在当前转速与燃气轮机的目标转速的第一差值大于设定阈值时，基于当前转速从预设调度表中获取当前转速所使用的PID参数值后；利用当前转速对应PID参数值对第一差值进行调节，使第一差值小于设定阈值，其中，设定阈值用于让当前转速跟随目标转速，预设调度表为燃气轮机的各转速与所使用的PID参数值的对应关系。从而实现快速的对燃气轮机主控制器中使用的PID参数进行精准调节的技术效果，减少调节PID参数的调节周期。
[0012] 可选的，所述预设调度表的获取方法，包括：
[0013] 获取所述燃气轮机在多个稳态工作点对应的转速所使用的PID参数值；其中，每个稳态工作点为基于所述燃气轮机的历史数据确定的非线性数据跳变点；
[0014] 基于所述多个稳态工作点对应的转速所使用的PID参数值，用线性插值法对所有两个相邻稳态工作点之间的转速所使用的PID参数值进行插值计算，获得所述燃气轮机的每个转速所使用的PID参数值。
[0015] 可选的，获取所述燃气轮机在多个稳态工作点对应的转速所使用的PID参数值，包括：
[0017] 基于主控制器的第一传递函数、所述燃气轮机在所述指定稳态工作点的第二传递函数，以及执行机构的第三传递函数，构建所述燃气轮机在所述指定稳态工作点使用的系统传递函数；其中，所述第三传递函数是基于所述燃气轮机的历史数据及所述指定稳态工作点对应的转速确定的；所述第一传递函数为所述主控制器对所述燃气轮机进行控制的线性函数，所述第二传递函数为所述燃气轮机在所述指定稳态工作点的线性函数，所述第三传递函数为所述执行机构输出给所述燃气轮机的天然气的输出量与所述主控制器输出给所述执行机构的输入量之间的线性函数；
[0018] 用根轨迹分析法，对所述系统传递函数进行分析，获得使所述系统传递函数的系统增益小于第一阈值，及转速超调量小于第二阈值的PID参数值；其中，所述PID参数值中微分增益对应的D参数值为0。
[0019] 可选的，所述第一传递函数具体为：
[0020] GPI(s)＝Kp+Ki/s；
[0021] 其中，GPI(s)为所述第一传递函数，s为拉普拉斯算子，Kp为所述PID参数中的比例增益参数P，Ki为所述PID参数中的积分增益参数I。
[0022] 可选的，所述第二传递函数具体为：
[0023] Ga(s)＝1/(1+0.3s)；
[0024] 其中，Ga(s)为所述第二传递函数，s为拉普拉斯算子。
[0025] 可选的，获得所述第三传递函数的方法具体为：
[0026] 基于所述燃气轮机的历史数据与预设模型结构，对所述燃气轮机的数学模型进行辨识，获得所述燃气轮机的非线性传递函数；
[0028] 可选的，用根轨迹分析法，对所述系统传递函数进行分析，获得使所述系统传递函数的系统增益小于第一阈值，及转速超调量小于第二阈值的PID参数值，包括：
[0029] 确定所述系统传递函数的零点对应的特征根在负实轴上的取值区间；其中，所述零点对应的特征根的绝对值与所述积分增益I成正比，与所述比例增益P成反比；
[0030] 用根轨迹法计算每个取值区间中所述系统传递函数的开环零点，并将所述开环零点的绝对值作为所述积分增益I与所述比例增益P的备选比值；
[0031] 绘制所述系统传递函数在所述比例增益P取不同的预设值时，不同备选比值对应的阶跃响应曲线；并从中选取系统增益最小且所述转速超调量不超过所述第二阈值的阶跃响应曲线对应的备选比值及所述比例增益的取值，获得所述积分增益I与所述比例增益P的第一比值，以及所述比例增益P的取值；
[0032] 对所述第一比值进行迭代计算，获得比所述第一比值更优的第二比值，将所述第二比值作为所述积分增益与所述比例增益的最终比值；其中，所述第二比值小于所述第一阈值；
[0033] 基于所述第二比值与所述比例增益的取值，确定所述积分增益I的取值；将所述比例增益P的取值、所述积分增益I的取值分别作为所述PID参数值中的比例增益P值、积分增益I值。
[0034] 可选的，获得所述第三传递函数之后，还包括：
[0035] 分别绘制所述指定稳态点在所述第三传递函数中的第一阶跃响应曲线，以及在所述非线性递函数中的第二阶跃响应曲线；
[0036] 计算所述第一阶跃响应曲线与所述第二节约响应曲线的拟合度；
[0037] 若所述拟合度达到第三阈值，则确定所述第三传递函数为正确的传递函数。
[0038] 可选的，所述方法，还包括：
[0039] 在所述燃气轮机进行加速时，若所述燃气轮机的目标天然气量与当前天然气量的第二差值小于第一天然气增量与第二天然气增量之差，则所述执行机构的天然气增量为所述第二天然气增量；其中，所述第一天然气增量为加速计划的天然气量，所述第二天然增量为所述燃气轮机的当前转速对应的天然气量与所述目标转速对应的天然气量之差；
[0040] 若第二差值大于所述第一天然气增量与所述第二天然气增量之差，则所述执行机构的天然气增量为所述第一天然气增量。
[0041] 可选的，所述方法，还包括：
[0042] 在所述燃气轮机进行减速时，若所述燃气轮机的当前天然气量与目标天然气量的第二差值的绝对值小于第三天然气增量与第二天然气增量之差的绝对值，则所述执行机构的天然气增量为所述第二天然气增量；其中，所述第三天然气增量为减速计划的天然气量，所述第二增量为所述燃气轮机的当前转速对应的天然气量与所述目标转速对应的天然气量之差；
[0043] 若第二差值大于所述第三天然气增量与所述第二天然气增量之差，则所述执行机构的天然气增量为所述燃气轮机的目标转速对应的天然气量与所述当前转速对应的天然气量之差。
[0044] 可选的，所述方法，还包括：
[0045] 当所述燃气轮机在进行加速或减速时，若所述第一差值超过设定范围时，则冻结所述当前转速所使用的PID参数值中的积分增益I值。
[0046] 第二方面，本发明实施例提供了一种用于控制燃气轮机的主控制器，包括：
[0047] 获取单元，用于获取燃气轮机的当前转速；
[0048] 调度单元，用于当所述当前转速与所述燃气轮机的目标转速的第一差值大于设定阈值时，基于所述当前转速从预设调度表中获取所述当前转速所使用的PID参数值；其中，所述设定阈值用于让所述当前转速跟随所述目标转速，所述预设调度表为所述燃气轮机的各转速与所使用的PID参数值的对应关系；
[0049] 调节单元，用于利用所述当前转速对应PID参数值对所述第一差值进行调节，使所述第一差值小于所述设定阈值。
[0050] 可选的，所述调度单元具体用于：
[0051] 获取所述燃气轮机在多个稳态工作点对应的转速所使用的PID参数值；其中，每个稳态工作点为基于所述燃气轮机的历史数据确定的非线性数据跳变点；
[0052] 基于所述多个稳态工作点对应的转速所使用的PID参数值，用线性插值法对所有两个相邻稳态工作点之间的转速所使用的PID参数值进行插值计算，获得所述燃气轮机的每个转速所使用的PID参数值。
[0053] 可选的，所述调度单元还用于：
[0054] 获取所述多个稳态工作点中指定稳态工作点对应的转速所使用的PID参数值的过程如下：
[0055] 基于主控制器的第一传递函数、所述燃气轮机在所述指定稳态工作点的第二传递函数，以及执行机构的第三传递函数，构建所述燃气轮机在所述指定稳态工作点使用的系统传递函数；其中，所述第三传递函数是基于所述燃气轮机的历史数据及所述指定稳态工作点对应的转速确定的；所述第一传递函数为所述主控制器对所述燃气轮机进行控制的线性函数，所述第二传递函数为所述燃气轮机在所述指定稳态工作点的线性函数，所述第三传递函数为所述执行机构输出给所述燃气轮机的天然气的输出量与所述主控制器输出给所述执行机构的输入量之间的线性函数；
[0056] 用根轨迹分析法，对所述系统传递函数进行分析，获得使所述系统传递函数的系统增益小于第一阈值，及转速超调量小于第二阈值的PID参数值；其中，所述PID参数值中微分增益对应的D参数值为0。
[0057] 可选的，所述第一传递函数具体为：
[0058] GPI(s)＝Kp+Ki/s；
[0059] 其中，GPI(s)为所述第一传递函数，s为拉普拉斯算子，Kp为所述PID参数中的比例增益参数P，Ki为所述PID参数中的积分增益参数I。
[0060] 可选的，所述第二传递函数具体为：
[0061] Ga(s)＝1/(1+0.3s)；
[0062] 其中，Ga(s)为所述第二传递函数，s为拉普拉斯算子。
[0063] 可选的，获得所述第三传递函数的方法具体为：
[0064] 基于所述燃气轮机的历史数据与预设模型结构，对所述燃气轮机的数学模型进行辨识，获得所述燃气轮机的非线性传递函数；
[0065] 用所述燃气轮机的非线性传递函数对选定的阶跃函数及所述指定稳态点对应的转速增量与燃料气增量进行计算，获得所述第三传递函数。
[0066] 可选的，所述调度单元还用于：
[0067] 确定所述系统传递函数的零点对应的特征根在负实轴上的取值区间；其中，所述零点对应的特征根的绝对值与所述积分增益I成正比，与所述比例增益P成反比；
[0068] 用根轨迹法计算每个取值区间中所述系统传递函数的开环零点，并将所述开环零点的绝对值作为所述积分增益I与所述比例增益P的备选比值；
[0069] 绘制所述系统传递函数在所述比例增益P取不同的预设值时，不同备选比值对应的阶跃响应曲线；并从中选取系统增益最小且所述转速超调量不超过所述第二阈值的阶跃响应曲线对应的备选比值及所述比例增益的取值，获得所述积分增益I与所述比例增益P的第一比值，以及所述比例增益P的取值；
[0070] 对所述第一比值进行迭代计算，获得比所述第一比值更优的第二比值，将所述第二比值作为所述积分增益与所述比例增益的最终比值；其中，所述第二比值小于所述第一阈值；
[0071] 基于所述第二比值与所述比例增益的取值，确定所述积分增益I的取值；将所述比例增益P的取值、所述积分增益I的取值分别作为所述PID参数值中的比例增益P值、积分增益I值。
[0072] 可选的，所述调度单元还用于：
[0073] 分别绘制所述指定稳态点在所述第三传递函数中的第一阶跃响应曲线，以及在所述非线性递函数中的第二阶跃响应曲线；
[0074] 计算所述第一阶跃响应曲线与所述第二节约响应曲线的拟合度；
[0075] 若所述拟合度达到第三阈值，则确定所述第三传递函数为正确的传递函数。
[0076] 可选的，所述主控制器，还包括：
[0077] 加速单元，用于在所述燃气轮机进行加速时，若所述燃气轮机的目标天然气量与当前天然气量的第二差值小于第一天然气增量与第二天然气增量之差，则所述执行机构的天然气增量为所述第二天然气增量；其中，所述第一天然气增量为加速计划的天然气量，所述第二天然增量为所述燃气轮机的当前转速对应的天然气量与所述目标转速对应的天然气量之差；若第二差值大于所述第一天然气增量与所述第二天然气增量之差，则所述执行机构的天然气增量为所述第一天然气增量。
[0078] 可选的，所述主控制器，还包括：
[0079] 减速单元，用于在所述燃气轮机进行减速时，若所述燃气轮机的当前天然气量与目标天然气量的第二差值的绝对值小于第三天然气增量与第二天然气增量之差的绝对值，则所述执行机构的天然气增量为所述第二天然气增量；其中，所述第三天然气增量为减速计划的天然气量，所述第二增量为所述燃气轮机的当前转速对应的天然气量与所述目标转速对应的天然气量之差；若第二差值大于所述第三天然气增量与所述第二天然气增量之差，则所述执行机构的天然气增量为所述燃气轮机的目标转速对应的天然气量与所述当前转速对应的天然气量之差。
[0080] 可选的，所述主控制器，还包括：
[0081] 冻结单元，用于当所述燃气轮机在进行加速或减速时，若所述第一差值超过设定范围时，则冻结所述当前转速所使用的PID参数值中的积分增益I值。
[0082] 第三方面，本发明实施例还提供一种用于控制燃气轮机的主控制器，包括：
[0083] 至少一个处理器，以及
[0084] 与所述至少一个处理器连接的存储器；
[0085] 其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令，执行如上述第一方面所述的方法。
[0086] 第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，包括：
[0087] 所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上述第一方面所述的方法。
[0088] 通过本发明实施例的上述一个或多个实施例中的技术方案，本发明实施例至少具有如下技术效果：
[0089] 在本发明提供的实施例中，通过获取燃气轮机的当前转速；并在当前转速与燃气轮机的目标转速的第一差值大于设定阈值时，基于当前转速从预设调度表中获取当前转速所使用的PID参数值后；利用当前转速对应PID参数值对第一差值进行调节，使第一差值小于设定阈值，其中，设定阈值用于让当前转速跟随目标转速，预设调度表为燃气轮机的各转速与所使用的PID参数值的对应关系。从而实现快速的对燃气轮机主控制器中使用的PID参数进行精准调节的技术效果，减少调节PID参数的调节周期。附图说明
[0090] 图1为本发明实施例提供的调节燃气轮机主控制器中PID参数方法的流程图；
[0092] 图3为本发明实施例提供的燃气轮机主控制器的转速控制回路框图；
[0093] 图4为本发明实施例提供的系统传递函数在区间(-0.1214，0)的根轨迹图；
[0094] 图5为本发明实施例提供的系统传递函数在区间(-3.333，-0.1214)的根轨迹图；
[0095] 图6为本发明实施例提供的系统传递函数在区间(-∞，-3.333)的根轨迹图；
[0096] 图7为本发明实施例提供的阶跃响应曲线一；
[0097] 图8为本发明实施例提供的阶跃响应曲线二；
[0098] 图9为本发明实施例提供的阶跃响应曲线三；
[0099] 图10为本发明实施例提供的阶跃响应曲线四；
[0100] 图11为本发明实施例提供的稳态点FC01对应的系统传递函数的开环系统的根轨迹和伯德图；
[0101] 图12为本发明实施例提供的一种主控制器的结构示意图。
具体实施方式
[0102] 本发明实施列提供调节燃气轮机主控制器中PID参数的方法、主控制器，以解决现有技术中存在的燃气轮机控制系统的PID参数调节周期较长的技术问题。
[0103] 本申请实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下：
[0104] 提供一种调节燃气轮机主控制器中PID参数的方法，包括：获取燃气轮机的当前转速；当前转速与燃气轮机的目标转速的第一差值大于设定阈值时，基于当前转速从预设调度表中获取当前转速所使用的PID参数值；其中，设定阈值用于让当前转速跟随目标转速，预设调度表为燃气轮机的各转速与所使用的PID参数值的对应关系；利用当前转速对应PID参数值对第一差值进行调节，使第一差值小于设定阈值。
[0105] 由于在上述方案中，通过获取燃气轮机的当前转速；并在当前转速与燃气轮机的目标转速的第一差值大于设定阈值时，基于当前转速从预设调度表中获取当前转速所使用的PID参数值后；利用当前转速对应PID参数值对第一差值进行调节，使第一差值小于设定阈值，其中，设定阈值用于让当前转速跟随目标转速，预设调度表为燃气轮机的各转速与所使用的PID参数值的对应关系。从而实现快速的对燃气轮机主控制器中使用的PID参数进行精准调节的技术效果，减少调节PID参数的调节周期。
[0106] 为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
[0107] 请参考图1，本发明实施例提供一种调节燃气轮机主控制器中PID参数的方法，该方法的处理过程如下。
[0108] 步骤101：获取燃气轮机的当前转速。
[0109] 步骤102：当前转速与燃气轮机的目标转速的第一差值大于设定阈值时，基于当前转速从预设调度表中获取当前转速所使用的PID参数值；其中，设定阈值用于让当前转速跟随目标转速，预设调度表为燃气轮机的各转速与所使用的PID参数值的对应关系。
[0110] 步骤103：利用当前转速对应PID参数值对第一差值进行调节，使第一差值小于设定阈值。
[0111] 具体的，燃气轮机主控制器使用的预设调度表的获取方法为：
[0112] 获取燃气轮机在多个稳态工作点对应的转速所使用的PID参数值；其中，每个稳态工作点为基于燃气轮机的历史数据确定的非线性数据跳变点；之后，基于多个稳态工作点对应的转速所使用的PID参数值，用线性插值法对所有两个相邻稳态工作点之间的转速所使用的PID参数值进行插值计算，获得燃气轮机的每个转速所使用的PID参数值。
[0113] 例如，燃气轮机的多个稳态工作点为FC01～FC07，它们对应的PID参数值如表1所示。
[0114] 表1
[0115]状态 转子转速 比例增益(P) 积分增益(I) 微分系数(D)
FC01 46500 0.00001 0.000014*0.0009 0.0000001
FC02 47000 0.000012 0.000012*0.0015 0.0000001
FC03 48000 0.0000055 0.0000055*0.004 0.0000001
FC04 49000 0.0000051 0.0000051*0.0002 0.0000001
FC05 50000 0.0000088 0.0000088*0.0002 0.0000001
FC06 50500 0.0000091 0.0000091*0.0002 0.0000001
FC01 46500 0.00001 0.000014*0.0009 0.0000001
FC02 47000 0.000012 0.000012*0.0015 0.0000001
FC03 48000 0.0000055 0.0000055*0.004 0.0000001
FC04 49000 0.0000051 0.0000051*0.0002 0.0000001
FC05 50000 0.0000088 0.0000088*0.0002 0.0000001
FC06 50500 0.0000091 0.0000091*0.0002 0.0000001
[0116] 例如，对稳态点FC01与FC02之间每个转速对应的PID参数进行线性插值，由于所有稳态点对应的微分增益都相同，所以只需要插值出比例增益和积分增益即可。FC01到FC01之间有500转的差值，所以转子的转速每增加1转，比例增益和积分增益相应的增加(0.000012-0.00001)/500，(0.000012*0.0015-0.000014*0.0009)/500，这样就可以插值出每个转速对应的PID参数值。
[0117] 具体的获取燃气轮机在多个稳态工作点中指定稳态工作点对应的转速所使用的PID参数值的过程如下：
[0118] 先基于燃气轮机的主控制器的第一传递函数、燃气轮机在指定稳态工作点的第二传递函数，以及执行机构的第三传递函数，构建燃气轮机在指定稳态工作点使用的系统传递函数；其中，第三传递函数是基于燃气轮机的历史数据及指定稳态工作点对应的转速确定的；第一传递函数为主控制器对燃气轮机进行控制的线性函数，第二传递函数为燃气轮机在指定稳态工作点的线性函数，第三传递函数为执行机构输出给燃气轮机的天然气的输出量与主控制器输出给执行机构的输入量之间的线性函数；之后，用根轨迹分析法，对系统传递函数进行分析，获得使系统传递函数的系统增益小于第一阈值，及转速超调量小于第二阈值的PID参数值；其中，PID参数值中微分增益对应的D参数值为0。
[0119] 其中，第一传递函数具体为：
[0120] GPI(s)＝Kp+Ki/s；
[0121] 其中，G(s)为第一传递函数，s为拉普拉斯算子，Kp为PID参数中的比例增益参数P，Ki为PID参数中的积分增益参数I。
[0122] 第二传递函数具体为：
[0123] Ga(s)＝1/(1+0.3s)；
[0124] 其中，Ga(s)为第二传递函数，s为拉普拉斯算子。
[0125] 获得第三传递函数的方法具体为：
[0126] 基于燃气轮机的历史数据与预设模型结构，对燃气轮机的数学模型进行辨识，获得燃气轮机的非线性传递函数；用燃气轮机的非线性传递函数对选定的阶跃函数及指定稳态点对应的转速增量与燃料气增量进行计算，获得第三传递函数。
[0127] 历史数据是指收集的燃气轮机在历史运行过程的数据(例如，表1中的稳态点FC01～FC07的历史数据请参见表2)，包括燃气轮机的转速，及转速对应的天然气量，每个转速对应的时间等，可以通过Matlab系统辨识工具箱的参数模型识别功能对这些历史数据进行识别，可以获得燃气轮机的非线性传递函数。
[0128] 表2
[0129]状态 天然气量(kg/s) 转速(r/min)
FC01 8.955×10-3 46500
FC02 9.511×10-3 47000
FC03 1.071×10-2 48000
FC04 1.199×10-2 49000
FC05 1.330×10-2 50000
FC06 2.339×10-3 50500
FC07 1.067×10-3 51000
FC01 8.955×10-3 46500
FC02 9.511×10-3 47000
FC03 1.071×10-2 48000
FC04 1.199×10-2 49000
FC05 1.330×10-2 50000
FC06 2.339×10-3 50500
FC07 1.067×10-3 51000
[0130] Matlab系统辨识工具箱的辨识过程为，首先，要对导入的历史数据进行预处理操作，如选择输入输出通道，滤波，去除均值或消除趋势等；然后，根据系统的已知条件和预设模型结构的需求设置估计操作对话框的具体参数，辨识出期望的数学模型结构和模型参数；最后，验证所获取的数学模型，并选出最符合系统特性的数学模型作为燃气轮机的非线性传递函数。
[0131] 然后，利用燃气轮机的非线性传递函数及选定的阶跃函数及指定稳态点对应的转速增量与燃料气增量进行计算，获得第三传递函数。
[0132] 例如，指定稳态点为表2中的FC01点，转速为46500r/min，对应的天然气量为8.955-3×10 进行说明。
[0133] 首先，使用由燃气轮机的非线性传递函数建立的仿真模型，在仿真模型运行时，其转速的初始状态在46000r/min，为了获得指定稳态工作点FC01处的输入输出数据，必须先让仿真模型在与其对应的稳态天然气量(8.955×10-3)作用下运行足够的时间T以保证燃气轮机稳定的工作在该稳态工作点FC01下。
[0134] 其次，给仿真模型输入的是与稳态工作点FC01转速(46500r/min)对应的天然气量(8.955×10-3)的小阶跃变化，并设置合适的仿真时间，运行仿真模型，保存运行结果数据到MATLAB工作空间。通过脚本函数，将转速与天然气量均减去相应的稳态值，作为系统辨识的输入输出数据。
[0135] 之后，将输入输出数据导入到辨识工具箱中，设置数据名称、开始时间、采样间隔，由于小阶跃是从T时刻才起作用的，所以需要将[0，T]时刻内的输入数据删掉，只保留T时刻以后的有效输入输出数据作为仿真模型辨识数据源。
[0136] 最后，选择状态空间模型辨识，选择子空间辨识法对其进行辨识。并将辨识得到的状态空间模型，进一步转换得到第三传递函数，第三传递函数为线性函数。
[0137] FC01对应的第三传递函数为：Ge1(s)＝(1.0907×105)/(s+0.1214)；s为拉普拉斯算子，Ge1(s)为第三传递函数。
[0138] 同理可以得到其它几个稳态点的第三传递函数，依次为：
[0139] FC02对应的第三传递函数为：Ge2(s)＝(1.268×105)/(s+0.1483)；
[0140] FC03对应的第三传递函数为：Ge3(s)＝(1.6507×105)/(s+0.2156)；
[0141] FC04对应的第三传递函数为：Ge4(s)＝(1.9973×105)/(s+0.2989)；
[0142] FC05对应的第三传递函数为：Ge5(s)＝(0.060092×105)/(s-0.03099)；
[0143] FC06对应的第三传递函数为：Ge6(s)＝(0.035679×105)/(s+0.05107)。
[0144] 在获得各稳态工作点的第三传递函数后，还可以利用MATLAB生成对应的误差报告，进而验证其稳定性。请参见表3，为上述各稳态点对应的误差报告数据。
[0145] 表3
[0146]
[0147]
[0148] 从表3中可以看出各稳态点的数据拟合度都在99％以上，最终预测误差与均方误差都很小，说明辨识出的各稳态点的第三传递函数与燃气轮机的非线性传递函数在对应各稳态点的状况下吻合度较高。为了进一步验证各稳态工作点处的第三传递函数，是否能准确反映燃气轮机的非线性传递函数的动态特性，还可以分别对第三传递函数和非线性传递函数进行仿真验证，例如，图2为稳态点FCO1的第三传递函数与燃气轮机的非线性传递函数的转子转速响应曲线示意图，其中虚线代表非线性模型的响应曲线，实线为第三传递函数的响应曲线，横坐标为时间，单位为秒(s)，纵坐标为转速，单位为转/分钟(rpm)。
[0149] 在获得燃气轮机在各稳态工作点的第三传递函数之后，便可准备构建燃气轮机的整个控制系统的系统传递函数了进而用根轨迹分析法，对系统传递函数进行分析，获得使系统传递函数的系统增益小于第一阈值，及转速超调量小于第二阈值的PID参数值。
[0150] 请参见图3，为燃气轮机主控制器的转速控制回路框图，包括了主控制器、执行机构、燃气轮机及传感器，燃气轮机的第三传递函数用Ge(s)来表示，假设传感器的动态远大于燃气轮机的转子转速的动态，则传感器的传递函数可近似为H(s)＝1，燃气轮机的控制系统的开环传递函数(即系统传递函数)为：
[0151] G(s)＝GPI(s)×Ga(s)×Ge(s)；
[0152] 以燃气轮机在稳态工作点FC01为例，稳态点FC01对应的系统传递函数为：
[0153] G1(s)＝GPI(s)×Ga(s)×Ge1(s)＝(Kp+Ki/s)×1/(1+0.3s)×(1.0907×105)/(s+0.1214)＝3.6357×105Kp(s+Ki/Kp)/(s(s+0.1214)(s+3.333))；其中，分别代表PID参数对应的比例增益参数P、积分增益参数I，微分增益D为0。
[0154] 在获得稳态点FC01对应的系统控制函数之后，便可用根轨迹法对系统传递函数进行分析，进而得到稳态点FC01对应的PI参数的值。
[0155] 具体的，用根轨迹分析法，对系统传递函数进行分析，获得使系统传递函数的系统增益小于第一阈值，及转速超调量小于第二阈值的PID参数值，包括：
[0156] 第一步：确定系统传递函数的零点对应的特征根在负实轴上的取值区间；其中，零点对应的特征根的绝对值与积分增益I成正比，与比例增益P成反比。
[0157] 第二步：用根轨迹法计算每个取值区间中系统传递函数的开环零点，并将开环零点的绝对值作为积分增益I与比例增益P的备选比值。
[0158] 第三步：绘制系统传递函数在比例增益P取不同的预设值时，不同备选比值对应的阶跃响应曲线；并从中选取系统增益最小且转速超调量不超过第二阈值的阶跃响应曲线对应的备选比值及比例增益的取值，获得积分增益I与比例增益P的第一比值，以及所例增益P的取值；
[0159] 第四步：对第一比值进行迭代计算，获得比第一比值更优的第二比值，将第二比值作为积分增益与比例增益的最终比值；其中，第二比值小于第一阈值；
[0160] 第五步：基于第二比值与比例增益的取值，确定积分增益I的取值；将比例增益P的取值积分增益I的取值分别作为PID参数值中的比例增益P值、积分增益I值。
[0161] 例如，依然稳态点FC01为例，根据前面的描述已知，在稳态点FC01对应的系统传递函数为：G1(s)＝3.6357×105Kp(s+Ki/Kp)/(s(s+0.1214)(s+3.333))，其中，分别代表PID参数对应的比例增益参数P、积分增益参数I，微分增益D为0。
[0162] 稳态点FC01对应的系统传递函数G1(s)可知，其零极点(s＝-Ki/Kp)不能取0、-0.1214、-3.333这三个值，据此可以将特征根s在负实轴上的取值区间确定为下列三种情况：
[0163] (1)零点-Ki/Kp位于(-0.1214，0)区间；
[0164] (2)零点-Ki/Kp位于(-3.333，-0.1214)区间；
[0165] (3)零点-Ki/Kp位于(-∞，-3.333)区间。
[0166] 即，只能在上述区间范围内选定零点-Ki/Kp的值，具体是用根轨迹法计算每个取值区间中系统传递函数的开环零点，并将开环零点的绝对值作为积分增益I与比例增益P的备选比值。
[0167] 请参见图4～图6，分别为系统传递函数在区间(-0.1214，0)、(-3.333，-0.1214)、(-∞，-3.333)的根轨迹图，在根轨迹图中“×”代表数据的起点，“○”代表开环零点，横坐标代表实轴、纵坐标代表虚轴，由图4、图5、图6可知系统传递函数在区间(-0.1214，0)、(-3.333，-0.1214)、(-∞，-3.333)对应的开环零点的值依次为：-0.1、-2、-4，故积分增益I与比例增益P的备选比值Ki/Kp为0.1、2、4。
[0168] 为了进一步的挑选稳态点FC01对应的比例增益P(即Kp)的值，需要绘制比例增益P取不同的预设值时，系统传递函数的阶跃响应曲线，具体的比例增益P(即Kp)的预设值可以选择：Kp＝0.00000001、Kp＝0.000001、Kp＝0.00001、Kp＝0.001，它们对应的阶跃响应曲线一～四依次为图7、图8、图9、图10。
[0169] 通过对图7～图10的阶跃响应曲线进行分析可知，当比例控制增益P(即Kp)较大时，系统输出响应为欠阻尼，存在超调以及振荡不稳定现象。并且由图7～图10可知，积分增益I与比例增益P的备选比值Ki/Kp为0.1的超调量在比例系数Kp变化很大的范围内超调量变化最小(不超过第二阈值，例如5％)。因此，综合以上分析，积分增益I与比例增益P的第一比值选择备Ki/Kp＝0.1、Kp＝0.00001。
[0170] 然后用时域分析法对第一比值进行迭代计算，获得比第一比值0.00001更优的第二比值(例如为0.0009)，并将第二比值0.0009作为积分增益I与比例增益P的最终比值，即Ki/Kp＝0.0009，进而可以确定Ki＝0.0009×Kp＝0.0009×0.00001，即可以确定稳态工作点FC01对应的PID参数中的比例增益P值为0.00001，积分增益I值为0.0009×0.00001。
[0171] 既然稳态工作点FC01对应的比例增益P值和积分增益I值都确定，就可以确定在稳态工作点FC01对应的系统传递函数为：
[0172] G1(s)＝3.6357×(s+0.0009)/(s×(s+0.1214)×(s+3.333))；
[0173] 为了验证上述系统传递函数对应的控制系统是稳定的，还可以从频域角度对上述PID参数的值进行分析。具体的，可以利用MATLAB中的图形化设计工具SISOTOOL来进行分析。通过使用SISOTOOL分析在稳态点FC01对应的系统传递函数的开环系统的根轨迹和伯德图如图11所示，图11中左上角的图为根轨迹图，右上角的图为开环幅频图，左下角的图为闭环幅频图，右下角的图为系统幅值裕度与相角裕度图，其中G.M代表幅度阈值，inf代表值很大、系统很稳定，P.M代表相角裕度、Freq代表系统幅值裕度、deg为单位度、rad/s为转速。
[0174] 通过对图11进行分析可知，系统幅值裕度和相角裕度分别为∞和79.4°，满足设计要求。除根轨迹图和开环幅频图外，SISOTOOL还给出了闭环伯德图，可以更清晰得分析闭环系统特性及控制器的幅频特性。
[0175] 同理，可以获得燃气轮机在其它稳态工作点的系统传递函数的主控制器使用的PID参数的比例增益P值和积分增益I值，如前面的表1所示。进而用线性插值的方法插出这些稳态工作点之间的其它工作点(即其它转速)对应的PID值，并将每个转速对应的PID值制作为预设调度表，在对燃气轮机进行控制时，燃气轮机的主控制器根据燃气轮机当前转速从预设调度表中获取当前转速对应的PID参数值对燃气轮机进行控制。
[0176] 由于主控制器的上述控制方式仅适合稳态工况附近小范围变化的控制，而对于加/减速大过渡态，则需给出燃气轮机加/减速的控制规律，即加/减速过程的天然气供给规律，也称为加/减速计划。
[0177] 具体的，在燃气轮机进行加速时，若燃气轮机的当前天然气量与目标天然气量的第二差值小于第一天然气增量与第二天然气增量之差，则执行机构的天然气增量为第二天然气增量；其中，第一天然气增量为加速计划的天然气量，第二增量为燃气轮机的当前转速对应的天然气量与目标转速对应的天然气量之差；若第二差值大于第一天然气增量与第二天然气增量之差，则执行机构的天然气增量为第一天然气增量。
[0178] 加速控制逻辑可以表示为：
[0179] 若GPI(s)×△nerr<(Wf|accel-Wfss)，则△Wfcmd＝GPI(s)×△nerr；
[0180] 若GPI(s)×△nerr>(Wf|accel-Wfss)，则△Wfcmd＝Wf|accel-Wfss；
[0181] 其中，△nerr是转速参考指令(即目标转速)与反馈的测量转速(即当前转速)的差值，GPI(s)×△nerr为燃气轮机的目标天然气量与当前天然气量的第二差值，△Wfcmd是输入到执行机构即天然气量指令偏差，Wf|accel是加速计划的天然气量(即第一天然气增量)，Wfss是对应稳定点的稳态天然气量(即燃气轮机的当前转速对应的天然气量与所述目标转速对应的天然气量之差，也就是天然气增量)。
[0182] 在燃气轮机进行减速时，若燃气轮机的当前天然气量与目标天然气量的第二差值的绝对值小于第三天然气增量与第二天然气增量之差的绝对值，则执行机构的天然气增量为第二天然气增量；其中，第三天然气增量为减速计划的天然气量，第二增量为燃气轮机的当前转速对应的天然气量与目标转速对应的天然气量之差；若第二差值大于第三天然气增量与第二天然气增量之差，则执行机构的天然气增量为燃气轮机的目标转速对应的天然气量与当前转速对应的天然气量之差。
[0183] 减速控制逻辑可以表示为：
[0184] 若|GPI(s)×△nerr|<|Wf|deccel-Wfss|，则△Wfcmd＝GPI(s)×△nerr；
[0185] 若|GPI(s)×△nerr|>|Wf|deccel-Wfss|，则△Wfcmd＝Wf|deccel-Wfss；
[0186] 其中，△nerr是转速参考指令(即目标转速)与反馈的测量转速(即当前转速)的差值，GPI(s)×△nerr为燃气轮机的目标天然气量与当前天然气量的第二差值，△Wfcmd是输入到执行机构即天然气量指令偏差，Wf|deccel是减速计划的天然气量(即第三天然气增量)，Wfss是对应稳定点的稳态天然气量(即燃气轮机的当前转速对应的天然气量与所述目标转速对应的天然气量之差，也就是天然气增量)。
[0187] 需要说明的是，过渡态加减速计划的设计，应该是在燃气轮机稳态性能计算程序的基础上，通过“功率提取法”，额外增加转子提取功率，使发动机稳态工作点(线)靠近喘振、熄火边界，使其近似于过渡态情况。
[0188] 在燃气轮机的过渡过程中，由于最大-最小切换(Min-Max)逻辑的作用，当稳态控制器的输出受到加/减速计划限制时，稳态控制器中的积分项也会因相同符号的反馈误差而不断增大，进行积分累加，从而导致出现积分饱和现象。为了避免积分饱和问题的出现，可以采取积分冻结或者减少积分环节的控制作用等方法。
[0189] 具体的，当燃气轮机在进行加速或减速时，若第一差值超过设定范围时，则冻结当前转速所使用的PID参数值中的积分增益I值。
[0190] 例如，可以在主控制器的积分控制中加入冻结积分器(即在第一差值超过设定范围时，则冻结当前转速所使用的PID参数值中的积分增益I值)，进而增强过渡态控制的鲁棒性。将冻结积分器(即抗积分饱和结构)与加/减速控制综合在一起，当控制权限在加/减速计划时，转速反馈实际值与指令值的差值超过一定范围，则冻结PI控制器中的积分量，从而避免积分饱和。
[0191] 基于同一发明构思，本发明一实施例中提供一种控制燃气轮机的主控制器，该主控制器的调节PID参数方法的具体实施方式可参见方法实施例部分的描述，重复之处不再赘述，请参见图12，该主控制器包括：
[0192] 获取单元1201，用于获取燃气轮机的当前转速；
[0193] 调度单元1202，用于当所述当前转速与所述燃气轮机的目标转速的第一差值大于设定阈值时，基于所述当前转速从预设调度表中获取所述当前转速所使用的PID参数值；其中，所述设定阈值用于让所述当前转速跟随所述目标转速，所述预设调度表为所述燃气轮机的各转速与所使用的PID参数值的对应关系；
[0194] 调节单元1203，用于利用所述当前转速对应PID参数值对所述第一差值进行调节，使所述第一差值小于所述设定阈值。
[0195] 可选的，所述调度单元1202具体用于：
[0196] 获取所述燃气轮机在多个稳态工作点对应的转速所使用的PID参数值；其中，每个稳态工作点为基于所述燃气轮机的历史数据确定的非线性数据跳变点；
[0197] 基于所述多个稳态工作点对应的转速所使用的PID参数值，用线性插值法对所有两个相邻稳态工作点之间的转速所使用的PID参数值进行插值计算，获得所述燃气轮机的每个转速所使用的PID参数值。
[0198] 可选的，所述调度单元1202还用于：
[0199] 获取所述多个稳态工作点中指定稳态工作点对应的转速所使用的PID参数值的过程如下：
[0200] 基于主控制器的第一传递函数、所述燃气轮机在所述指定稳态工作点的第二传递函数，以及执行机构的第三传递函数，构建所述燃气轮机在所述指定稳态工作点使用的系统传递函数；其中，所述第三传递函数是基于所述燃气轮机的历史数据及所述指定稳态工作点对应的转速确定的；所述第一传递函数为所述主控制器对所述燃气轮机进行控制的线性函数，所述第二传递函数为所述燃气轮机在所述指定稳态工作点的线性函数，所述第三传递函数为所述执行机构输出给所述燃气轮机的天然气的输出量与所述主控制器输出给所述执行机构的输入量之间的线性函数；
[0201] 用根轨迹分析法，对所述系统传递函数进行分析，获得使所述系统传递函数的系统增益小于第一阈值，及转速超调量小于第二阈值的PID参数值；其中，所述PID参数值中微分增益对应的D参数值为0。
[0202] 可选的，所述第一传递函数具体为：
[0203] GPI(s)＝Kp+Ki/s；
[0204] 其中，GPI(s)为所述第一传递函数，s为拉普拉斯算子，Kp为所述PID参数中的比例增益参数P，Ki为所述PID参数中的积分增益参数I。
[0205] 可选的，所述第二传递函数具体为：
[0206] Ga(s)＝1/(1+0.3s)；
[0207] 其中，Ga(s)为所述第二传递函数，s为拉普拉斯算子。
[0208] 可选的，获得所述第三传递函数的方法具体为：
[0209] 基于所述燃气轮机的历史数据与预设模型结构，对所述燃气轮机的数学模型进行辨识，获得所述燃气轮机的非线性传递函数；
[0210] 用所述燃气轮机的非线性传递函数对选定的阶跃函数及所述指定稳态点对应的转速增量与燃料气增量进行计算，获得所述第三传递函数。
[0211] 可选的，所述调度单元1202还用于：
[0212] 确定所述系统传递函数的零点对应的特征根在负实轴上的取值区间；其中，所述零点对应的特征根的绝对值与所述积分增益I成正比，与所述比例增益P成反比；
[0213] 用根轨迹法计算每个取值区间中所述系统传递函数的开环零点，并将所述开环零点的绝对值作为所述积分增益I与所述比例增益P的备选比值；
[0214] 绘制所述系统传递函数在所述比例增益P取不同的预设值时，不同备选比值对应的阶跃响应曲线；并从中选取系统增益最小且所述转速超调量不超过所述第二阈值的阶跃响应曲线对应的备选比值及所述比例增益的取值，获得所述积分增益I与所述比例增益P的第一比值，以及所述比例增益P的取值；
[0215] 对所述第一比值进行迭代计算，获得比所述第一比值更优的第二比值，将所述第二比值作为所述积分增益与所述比例增益的最终比值；其中，所述第二比值小于所述第一阈值；
[0216] 基于所述第二比值与所述比例增益的取值，确定所述积分增益I的取值；将所述比例增益P的取值、所述积分增益I的取值分别作为所述PID参数值中的比例增益P值、积分增益I值。
[0217] 可选的，所述调度单元1202还用于：
[0218] 分别绘制所述指定稳态点在所述第三传递函数中的第一阶跃响应曲线，以及在所述非线性递函数中的第二阶跃响应曲线；
[0219] 计算所述第一阶跃响应曲线与所述第二节约响应曲线的拟合度；
[0220] 若所述拟合度达到第三阈值，则确定所述第三传递函数为正确的传递函数。
[0221] 可选的，所述主控制器，还包括：
[0222] 加速单元1204，用于在所述燃气轮机进行加速时，若所述燃气轮机的目标天然气量与当前天然气量的第二差值小于第一天然气增量与第二天然气增量之差，则所述执行机构的天然气增量为所述第二天然气增量；其中，所述第一天然气增量为加速计划的天然气量，所述第二天然增量为所述燃气轮机的当前转速对应的天然气量与所述目标转速对应的天然气量之差；若第二差值大于所述第一天然气增量与所述第二天然气增量之差，则所述执行机构的天然气增量为所述第一天然气增量。
[0223] 可选的，所述主控制器，还包括：
[0224] 减速单元1205，用于在所述燃气轮机进行减速时，若所述燃气轮机的当前天然气量与目标天然气量的第二差值的绝对值小于第三天然气增量与第二天然气增量之差的绝对值，则所述执行机构的天然气增量为所述第二天然气增量；其中，所述第三天然气增量为减速计划的天然气量，所述第二增量为所述燃气轮机的当前转速对应的天然气量与所述目标转速对应的天然气量之差；若第二差值大于所述第三天然气增量与所述第二天然气增量之差，则所述执行机构的天然气增量为所述燃气轮机的目标转速对应的天然气量与所述当前转速对应的天然气量之差。
[0225] 可选的，所述主控制器，还包括：
[0226] 冻结单元1206，用于当所述燃气轮机在进行加速或减速时，若所述第一差值超过设定范围时，则冻结所述当前转速所使用的PID参数值中的积分增益I值。
[0227] 基于同一发明构思，本发明实施例中提供了一种主控制器，包括：至少一个处理器，以及
[0228] 与所述至少一个处理器连接的存储器；
[0229] 其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令，执行如上所述的调节PID参数方法。
[0230] 基于同一发明构思，本发明实施例还提一种计算机可读存储介质，包括：
[0231] 所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上所述的调节PID参数方法。
[0232] 在本发明提供的实施例中，通过获取燃气轮机的当前转速；并在当前转速与燃气轮机的目标转速的第一差值大于设定阈值时，基于当前转速从预设调度表中获取当前转速所使用的PID参数值后；利用当前转速对应PID参数值对第一差值进行调节，使第一差值小于设定阈值，其中，设定阈值用于让当前转速跟随目标转速，预设调度表为燃气轮机的各转速与所使用的PID参数值的对应关系。从而实现快速的对燃气轮机主控制器中使用的PID参数进行精准调节的技术效果，减少调节PID参数的调节周期。
[0233] 本领域内的技术人员应明白，本发明实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0234] 本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0235] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0236] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
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