[发明专利]一种基于单片机的快速温控方法及其系统

说明书

本申请涉及一种基于单片机的快速温控方法及其系统；所述方法包括：Matlab程序生成PID参数所对应的三个129x129的模糊查询表数组及E、EC所对应两个1x129的模糊区间一维数组；将当前目标温度所对应的初始PID参数值和输出控制偏移量下发至单片机，单片机根据初始PID参数值生成当前目标温度的PID参数值二维表；如果|E|3Emax，则全速加热或降温；如果|E|3Emax，则根据E和EC查找计算当前温度对应的PID参数值并进行模糊PID运算，运算结果通过串口输出到温控模块实现温度控制。本发明采用整型运算代替浮点运算，有效的提高了升降温的效率，同时1个单片机能够实现对4路温控模块控制。

技术领域

本申请涉及温度控制技术领域，特别是涉及一种基于单片机的快速温控方法及其系统。

背景技术

目前的模糊温控PID算法，大多都是1路单片机控制1路温控，没有控制多路的，另外没有看到采用整型代替浮点PID运算，也没有使用大型二维表查表的方式代替浮点运算的算法。传统的温控PID算法温控的效率低，比如说从室温30℃左右升高到95℃，传统的温控算法需要18秒左右，同时，如果需要进行多路（比如4路）的温控，就需要相应数量的温控板子，增加了产品的体积和成本，还增加了产品内部的连接线布线。

申请公布号为CN103064447A的中国发明，其公开了一种基于窄域论的激光器PID温控参数近似三维整定方法，提出一种基于第一维E和第二维EC变量建立近似第三维语言变量ECC的近似算法，通过引入第三维变量ECC，建立模糊规则进行控制(其中E表示测量值与给定值的偏差，EC表示E的偏差，ECC表示EC的偏差)；对拟合数据测量，进行模糊推理：通过优化模糊规则进行模糊判决，并进行模糊控制。

申请公布号为CN110442167A的中国发明，其公开了一种脉冲激光种子源的温控系统及其控制方法，包括为整个装置提供电源的供电模块、模糊PID控制器和激光二极管；通过采用模糊算法与PID控制相结合的温控系统实现了一种经济、有效而且稳定的脉冲激光种子源温控方法，因此能够在较低的功耗下实现脉冲激光种子源的温度变化控制，从而确保脉冲激光种子源功率稳定输出。

上述两个申请都是采用模糊PID温度控制，但是都是1路单片机只能控制1路温控。

发明内容

基于此，有必要针对模糊温控PID算法采用浮点型运算，或者传统的温控效率低，还有1路单片机只能控制1路温控，从而导致控制多路温控时增加了产品的体积和成本的问题，提供一种基于单片机的快速温控方法及其系统。

为了实现上述目的，本申请实施例提供了一种基于单片机的快速温控方法，包括如下步骤：

Matlab程序生成PID参数所对应的三个129x129的模糊查询表数组及E、EC所对应两个1x129的模糊区间一维数组；

将当前目标温度所对应的初始PID参数值和输出控制偏移量下发至单片机，单片机根据初始PID参数值生成当前目标温度的PID参数值二维表；

如果|E|3Emax，则全速加热或降温；如果|E|3Emax，则根据E和EC查找计算当前温度对应的PID参数值并进行模糊PID运算，运算结果通过串口输出到温控模块实现PID温度控制；其中，E表示温度偏差和EC代表温度偏差的变化速度，Emax为模糊温度区间的最大值。

优选地，单片机根据初始PID参数值生成当前目标温度的PID参数值二维表包括如下步骤：

将E和EC放大64倍，并将E和EC转成整型数据；

将模糊查询表数组内的PID参数值放大16倍并转成整型数据，得到当前目标温度的PID参数值二维表。

优选地，所述模糊查询表数组和模糊区间一维数组通过Matlab程序生成的detpid.h头文件保存，单片机能够使用所述detpid.h头文件。

优选地，还包括步骤：