[發明專利]一種多通道解耦的溫度控制方法

在審

• 申請號: 201510078832.X
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104656699A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 陳建魁;黃真;薛睿智;程又來;肖德衛
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G05D23/19
• 分類號: G05D23/19
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬

1.一種多通道解耦的溫度控制方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：

(a)為作為控制對象且具備多輸入多輸出通道的溫度控制系統構建傳遞函數模型Y(s)＝G(s)U(s)，也即：

Y1(s)··Yn(s)=G11··G1n(s)········Gn1(s)··Gnm(s)U1(s)··Un(s)]]>???(一)

其中在模型(一)中，Y(s)表示整個溫度控制系統的溫度輸出矩陣，且各矩陣元素Y₁(s)、Y₂(s)、…、Y_n(s)依次表示編號為1、2、…、n的通道所對應的溫度輸出；U(s)表示整個溫度控制系統的輸入電壓信號矩陣，且各矩陣元素U₁(s)、U₂(s)、…、U_n(s)依次表示編號為1、2、…、n的通道所對應的輸入電壓信號；G(s)則表示輸入所述電壓信號矩陣與所述溫度輸出矩陣之間的傳遞函數矩陣，也即其矩陣元素G_ij(s)為輸入電壓信號U_j(s)與溫度輸出信號Y_i(s)之間的傳遞函數，其中i＝1,2,...,n，j＝1,2,...,n；

(b)將所述溫度控制系統的加熱驅動模塊予以斷電處理，并使得所有通道的溫度處于室溫穩定狀態；然后，單獨對編號為1的通道持續施加階躍電壓信號，同時實時采集各個通道的溫度值及記錄各通道溫度值的變化，繪制出階躍飛升曲線，直至所有通道采集到的階躍飛升曲線均達到平衡為止；以此方式，根據此時所獲得的階躍飛升曲線，相應辨識出所述傳遞函數矩陣G(s)中的第一列元素也即G₁₁(s)，G₂₁(s)，…，G_n1(s)的相關參數；

(c)按照步驟(b)所述的方式，分別對編號為2、…、n的通道執行類似操作，相應辨識出所述傳遞函數矩陣G(s)中其余各列元素的具體相關參數；

(d)利用步驟(b)和(c)所共同辨識出的傳遞函數矩陣G(s)，構建如下的解耦網絡G_^(s)＝G(s)D(s)，即：

G11(s)··Gnn(s)=G11(s)··G1n(s)········Gn1(s)··Gnn(s)D11(s)··D1n(s)········Dn1(s)··Dnn(s)]]>???(二)

其中在解耦網絡(二)中，G_^(s)表示對所述溫度控制系統進行解耦后的工作模型，其中G(s)的所有元素G₁₁(s)、G₂₂(s)、……、G_nn(s)在步驟(b)和(c)中已予以辨識，D(s)則表示上述解耦網絡自身待求解的傳遞函數；然后采用將所述傳遞函數D(s)的對角值設為1的方式，相應求解出所述工作模型G_^(s)的最終形式；

(e)基于步驟(d)所求解的工作模型G_^(s)并結合控制算法，相應調節所述溫度控制系統的輸出加熱信號的占空比，由此對各個通道進行更為精準的溫度控制，同時實現解耦效果。