[发明专利]自适应PID温度控制方法、装置及设备

说明书

本发明实施例公开了一种自适应PID温度控制方法、装置及设备，其中，所述方法包括：根据阶跃扰动实验结果，确定温控系统被控对象的温升曲线；在所述温升曲线中根据设定的工作点，计算相邻工作点之间区间段的斜率；根据所述区间段整定所述PID参数；当实际温度从第m区间切换到m+1区间时，所述PID参数依照以下规律调整：kpm+(kpm+1‑kpm)kβθ,其中，所述kpm、kpm+1分别为第m区间和m+1区间PID的参数，所述θ为单位时间内的变化量，β为系数。避免由于温升的不同阶段产生的超调现象，同时还能够有效减少调节时间，实现快速调节的目的。

技术领域

本发明涉及温度控制技术领域，尤其涉及一种自适应PID温度控制方法、装置及设备。

背景技术

在过程控制中，按偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）进行控制的PID控制器（亦称PID调节器）是应用最为广泛的一种自动控制器。它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单等优点；而且在理论上可以证明，对于过程控制的典型对象 “一阶滞后+纯滞后”与“二阶滞后+纯滞后”的控制对象，PID控制器是一种最优控制。

在控制过程中温度是影响工艺过程的重要参数，因此需要对温度进行比较精确的控制，而且很多时候不仅需要对保温过程进行精确控制，还需要对升温和降温过程进行精确控制。

在实现本发明的过程中，发明人发现如下技术问题：目前，对于具有强烈非线性特性的温度控制对象，例如恒温箱等，在不同工作点，其控制效果存在较大差异，尤其当加热膜或加热片功率较大时，系统工作在中低温超调量大，而工作在高温时无法达到设定值。

发明内容

本发明实施例提供了一种自适应PID温度控制方法、装置及设备，以解决现有技术中PID温度控制控制效果较差的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种自适应PID温度控制方法，包括：

根据阶跃扰动实验结果，确定温控系统被控对象的温升曲线；

在所述温升曲线中根据设定的工作点，计算相邻工作点之间区间段的斜率；

根据所述区间段整定所述PID参数；

当实际温度从第m区间切换到m+1区间时，所述PID参数依照以下规律调整：kpm+（kpm+1-kpm）kβθ,其中，所述kpm、kpm+1分别为第m区间和m+1区间PID的参数，所述θ为单位时间内的变化量，β为系数。

进一步的，在计算相邻工作点之间区间段的斜率之后，根据所述区间段整定所述PID参数之前，所述方法还包括：

根据各个区间段的斜率对所述区间段进行区间合并。

进一步的，所述根据各个区间段的斜率对所述区间段进行区间合并，包括：

根据相邻区间斜率变化率进行区间合并。

进一步的，所述根据各个区间段的斜率对所述区间段进行区间合并还包括：

根据所述合并后区间的起始工作点和终止工作点确定合并后区间的斜率。

进一步的，所述方法还包括：

将所述温升曲线按照设定值上移。

进一步的，所述方法还包括：

根据反馈温度对期望温度值进行修正，以使得所述期望温度值根据实际温度进行调整。

更进一步的，所述所述根据反馈温度对期望温度值进行修正，包括：

当实际温度=期望温度设定值时，实际温度设定值=温度设定值；