[發明專利]一種基于控制調節器的溫度控制方法、裝置及電子設備

有效

• 申請號: 202111259680.5
• 申請日: 2021-10-28
• 公開（公告）號: CN113917959B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 李國林;閆蕓;朱林濤;黃帥
• 申請（專利權）人: 北京半導體專用設備研究所（中國電子科技集團公司第四十五研究所）
• 主分類號: G05D23/30
• 分類號: G05D23/30
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 劉鳳

1.一種基于控制調節器的溫度控制方法，其特征在于，所述溫度控制方法包括：

獲取加熱對象的預設溫度值、初始溫度值以及目標溫度值，基于所述初始溫度值、所述預設溫度值以及預設時間點確定出所述加熱對象的參考溫度值；

基于所述目標溫度值以及所述參考溫度值確定出所述加熱對象的加熱控制模式，其中，所述加熱對象的加熱控制模式包括目標加熱控制模式以及全功率輸出加熱控制模式；

基于所述加熱對象的加熱控制模式下所述加熱對象的升溫斜率，確定出所述控制調節器的控制參數，并根據所述控制調節器的控制參數控制所述控制調節器對所述加熱對象進行溫度控制；其中，所述加熱控制模式包括全功率輸出加熱控制模式以及目標加熱控制模式；

針對所述全功率輸出加熱控制模式，所述基于所述加熱對象的加熱控制模式下所述加熱對象的升溫斜率，確定出所述控制調節器的控制參數，包括：

基于所述加熱對象的滯后時間參數、所述升溫斜率、穩態溫度參數、第一溫度值所處于的第一時間參數以及第二溫度值所處于的第二時間參數，確定出第一溫度值的第一目標參數以及第二溫度值的第二目標參數；

基于所述第一目標參數以及所述第二目標參數確定出傳遞函數模型的滯后時間系數以及慣性時間參數；

基于所述傳遞函數模型的滯后時間系數以及所述慣性時間參數確定出所述控制調節器的比例參數、積分參數以及微分系數；

其中，通過以下公式確定出第一溫度值的第一目標參數以及第二溫度值的第二目標參數：

其中，T1為所述第一目標參數，T2為所述第二目標參數，k為所述升溫斜率，x為所述第一溫度值所處于的第一時間參數，y為所述第二溫度值所處于的第二時間參數，t0為所述滯后時間參數，y(∞)為所述穩態溫度參數；

其中，通過以下公式確定出所述傳遞函數模型：

其中，G(s)為加熱對象的傳遞函數模型，K為加熱對象模型的開環增益、τ為所述滯后時間系數，T為所述慣性時間參數，s為空間上的變量；

其中，通過以下公式確定出所述滯后時間系數和所述慣性時間參數：

其中，K為加熱對象模型的開環增益，τ為所述滯后時間系數，T為所述慣性時間參數，T1為所述第一目標參數，T2為所述第二目標參數。

2.根據權利要求1所述的溫度控制方法，其特征在于，通過以下步驟確定出所述加熱對象的加熱控制模式：

檢測所述目標溫度值與所述參考溫度值之間的大小關系；

若所述目標溫度值大于或等于所述參考溫度值，則所述加熱對象處于所述目標加熱控制模式；

若所述目標溫度值小于所述參考溫度值，則所述加熱對象處于所述全功率輸出加熱控制模式。

3.根據權利要求2所述的溫度控制方法，其特征在于，所述加熱對象處于所述全功率輸出加熱控制模式，所述基于所述加熱對象的加熱控制模式確定出所述控制調節器的控制參數，包括：

獲取所述加熱對象的升溫斜率；

基于所述升溫斜率確定出所述控制調節器的控制參數，其中，所述控制參數包括比例參數、積分參數以及微分系數。

4.根據權利要求3所述的溫度控制方法，其特征在于，通過以下步驟獲取加熱對象的升溫斜率：

基于所述全功率輸出加熱控制模式的階躍響應確定出所述加熱對象的第一溫度值以及第二溫度值；

基于所述第一溫度值以及所述第二溫度值確定出所述加熱對象的升溫斜率。

5.根據權利要求1所述的溫度控制方法，其特征在于，所述根據所述控制調節器的控制參數控制所述控制調節器對所述加熱對象進行溫度控制，包括：

基于所述控制調節器的控制參數確定出所述控制調節器的輸出控制量；

基于所述輸出控制量確定出所述加熱對象的輸出占空比；

基于所述輸出占空比調整所述加熱對象的控制功率，并根據所述控制功率對所述加熱對象進行溫度控制。