用python写一段风力机转速和桨距角pid控制中三个增益的变增益

在Python中编写风力机转速和桨距角PID（比例-积分-微分）控制器，其中三个增益（比例Kp、积分Ki和微分Kd）通常作为变量会随时间或系统性能变化而动态调整。这种变增益PID控制允许控制器更好地适应系统的特性变化。下面是一个简单的示例：

import time
from scipy.integrate import odeint

class WindTurbinePID:
    def __init__(self, kp=1.0, ki=0.1, kd=0.01):
        self.Kp = kp
        self.Ki = ki
        self.Kd = kd
        self.prev_error = 0
        self.integral = 0

    def update_gains(self, new_kp, new_ki, new_kd):
        self.Kp = new_kp
        self.Ki = new_ki
        self.Kd = new_kd

    def control(self, current_speed, desired_speed, pitch_angle):
        error = desired_speed - current_speed
        integral += error * dt  # 这里假设dt是上一次更新的时间间隔

        derivative = error - self.prev_error  # 计算微分值
        self.prev_error = error

        output = self.Kp * error + self.Ki * integral + self.Kd * derivative
        return output, pitch_angle  # 返回PID输出和新的桨距角

# 使用示例
controller = WindTurbinePID()
desired_speed = 12  # 想要达到的速度
pitch_angle_initial = 0  # 初始桨距角
kp_min = 0.5
kp_max = 2.0
ki_min = 0.05
ki_max = 0.15
kd_min = 0.005
kd_max = 0.02

while True:
    current_speed = get_current_wind_speed()  # 获取当前速度函数
    pid_output, new_pitch_angle = controller.control(current_speed, desired_speed, pitch_angle_initial)
    
    # 变更增益范围内的随机值
    kp = random.uniform(kp_min, kp_max)
    ki = random.uniform(ki_min, ki_max)
    kd = random.uniform(kd_min, kd_max)

    # 更新PID控制器的增益并应用到下一循环
    controller.update_gains(kp, ki, kd)
    set_pitch_angle(new_pitch_angle)  # 设置新的桨距角

    # 等待一段时间再进行下一轮控制
    time.sleep(0.1)

在这个例子中，我们假设`get_current_wind_speed()`和`set_pitch_angle()`是获取当前风速和设置桨距角的实际函数。变增益部分通过`update_gains`方法定期改变PID的三个系数，使得控制器对风速变化有更强的适应能力。