[發(fā)明專利]一種基于改進(jìn)型PID控制算法的溫度控制方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010058907.9
• 申請(qǐng)日: 2020-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111158235A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張昱;李博浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海酷鷹機(jī)器人科技有限公司
• 主分類號(hào): G05B11/42
• 分類號(hào): G05B11/42;G05D23/19
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于改進(jìn)型PID控制算法的溫度控制方法及裝置，首先設(shè)定被控對(duì)象目標(biāo)溫度，并獲取被控對(duì)象實(shí)際溫度；根據(jù)所述被控對(duì)象實(shí)際溫度與被控對(duì)象目標(biāo)溫度的誤差，采用PID控制算法得出溫度源輸出功率；然后設(shè)定溫度源溫度上限、溫度源溫度下限，并獲取溫度源溫度；根據(jù)所述溫度源溫度與設(shè)定的溫度源溫度上限、溫度源溫度下限的關(guān)系，對(duì)所述PID控制算法得出的溫度源輸出功率進(jìn)行補(bǔ)償；最后根據(jù)補(bǔ)償后的溫度源輸出功率數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)溫度源的最終輸出功率。本發(fā)明通過(guò)采集溫度源溫度，并控制溫度源溫度與被控對(duì)象實(shí)際溫度的差值在一定范圍內(nèi)，從而縮短了溫度進(jìn)入穩(wěn)態(tài)的時(shí)間，降低了超調(diào)幅度，提高了溫度控制精度；成本低，適用范圍廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及溫度自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于改進(jìn)型PID控制算法的液體或固體在加熱或冷卻時(shí)的自動(dòng)控溫方法及裝置。

背景技術(shù)

目前，比較經(jīng)典的用于液體或固體在加熱或冷卻時(shí)的溫度自動(dòng)控制算法為比例-積分-微分PID（Proportion-Integral-Differential coefficient，PID）控制算法。

如圖1所示，經(jīng)典的PID控制算法由比例單元P、積分單元I和微分單元D組成。PID控制的基礎(chǔ)是比例控制；積分控制可消除穩(wěn)態(tài)誤差，但可能增加系統(tǒng)超調(diào)量；微分控制可加快大慣性系統(tǒng)響應(yīng)速度以及減弱超調(diào)趨勢(shì)。PID控制算法的具體公式如下：

e(n)=T_s-T_a

u(n)=K_p*e(n)+K_i*ΣN n=2e(n)+K_d*[e(n)-e(n-1)]

y(n)=u(n)

其中，

T_s為被控對(duì)象目標(biāo)（設(shè)定）溫度，T_a為被控對(duì)象實(shí)際溫度，e(n)為每一個(gè)運(yùn)算周期被控對(duì)象實(shí)際溫度與被控對(duì)象目標(biāo)溫度的誤差；

K_p為比例系數(shù)，K_i為積分系數(shù)，K_d為微分系數(shù)，N為運(yùn)算周期數(shù)，u(n)為每一個(gè)運(yùn)算周期PID控制算法得出的溫度源輸出功率；

y(n)為每一個(gè)運(yùn)算周期溫度源最終輸出功率。

PID控制算法的原理簡(jiǎn)單，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，在自動(dòng)控制領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

但本申請(qǐng)發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)實(shí)施例中發(fā)明技術(shù)方案的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問(wèn)題：