[发明专利]一种基于温度补偿的通用气路控制系统和方法

权利要求书

1.一种基于温度补偿的通用气路控制系统，该系统包括PID控制器、电磁阀和压力传感器，

所述PID控制器的输出端通过电磁阀驱动模块连接所述电磁阀，

连接气路的压力传感器的数据输出反馈至所述PID控制器，构成闭环控制，

其特征在于，所述气路控制系统还包括温度传感器，该温度传感器的数据输出也反馈连接至所述PID控制器。

2.如权利要求1所述的基于温度补偿的通用气路控制系统，其特征在于，所述气路控制系统采用如下控制方法：

(a1)对所述温度传感器建模，根据温度传感器的特性，得到：

T_now＝(V_Tnow-V_T0)×dT_dV(公式1)

其中T_now为当前温度值；V_Tnow为当前温度传感器电压值；V_T0为0°时温度传感器电压值；dT_dV为温度与电压的比例系数。通过两点校准，可以得到V_T0与dT_dV的值；

(a2)对压力传感器建模，根据测量压强以及温度对压力传感器输出电压的影响，其模型如下：

V_Pnow＝O+dO_dT×T_now+(K+dK_dT×T_now)×P_now+(S+dS_dT×T_now)×P_now²

(公式2)

其中V_Pnow为当前的压力传感器电压值；O为在0℃时压力传感器的零点电压值；dO_dT为当前的压力传感器的零点电压温度补偿系数；T_now为当前的温度；K为在0℃时压力和电压的线性比例系数；dK_dT为在压力和电压的线性比例温度补偿系数；S为在0℃时压力和电压的平方比例系数；dS_dT为在压力和电压的平方比例温度补偿系数；P_now为当前的实际压力；

通过六点校准，计算出该模型中O、dO_dT、K、dK_dT、S、dS_dT六个参数的值得到该模型后，将其进行反推，可得到

Pnow=(VPnow-O-dOdT×Tnow)×(K+dKdT×Tnow)S+dSdT×Tnow]]>(公式3)

(a3)将温度补偿算法整合，对计算得到的温度传感器模型和压力传感器模型进行融合，得到下列公式

Pnow=[VPnow-O-dOdT×(VTnow-VTO)×dTdV]×[K+dKdT×(VTnow-VTO)×dTdV]S+dSdT×(VTnow-VTO)×dTdV]]>

(公式4)

该公式4中，V_PnowV_Pnow为输入量，P_now为输出量，将该公式用于闭环反馈中，即实现了温度补偿功能，

所述PID控制器采用经典PID算法，设P_set为期望的压强值，则PID控制器每隔Δt通过温度补偿算法计算实际压强P_now，与压强设置值进行对比，根据参考公式1的PID算法，计算出比例阀控制参数D_c，控制气流大小，从而形成闭环，保持压强稳定：

Dc=KP(Pset-Pact)+KIΣ(Pset-Pact)Δt+KDPset-PactΔt]]>(公式5)。