一種溫度控制方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種溫度控制方法，涉及調(diào)溫技術(shù)領(lǐng)域。首先根據(jù)脈寬調(diào)制輸出值、調(diào)節(jié)周期和每個(gè)分段調(diào)控件的開啟閥值計(jì)算得出每個(gè)分段調(diào)控件的占空比斷開時(shí)長(zhǎng)；然后在一個(gè)調(diào)節(jié)周期內(nèi)，經(jīng)過(guò)占空比斷開時(shí)長(zhǎng)后，啟動(dòng)與占空比斷開時(shí)長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的分段調(diào)控件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)箱體的分段調(diào)溫。本發(fā)明專利技術(shù)提供的溫度控制方法能夠通過(guò)執(zhí)行不同占空比的分段調(diào)控件實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)溫裝置的分段調(diào)控，提高在慢溫變狀態(tài)下溫度的穩(wěn)定性，避免造成PID的輸出振蕩，降低溫度波動(dòng)，提高溫度均勻性，以及提高在快溫變狀態(tài)下執(zhí)行PID輸出的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性。出的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性。出的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種溫度控制方法


[0001]本專利技術(shù)涉及調(diào)溫
，具體而言，涉及一種溫度控制方法。

技術(shù)介紹

[0002]目前，通常采用高低溫環(huán)境試驗(yàn)箱中對(duì)高溫、低溫以及升降溫速率進(jìn)行模擬。為滿足環(huán)境試驗(yàn)箱在大范圍溫度區(qū)間內(nèi)的任意溫度點(diǎn)的可控性，一般會(huì)采用大功率調(diào)溫裝置進(jìn)行加熱或者制冷，但是這樣一來(lái)，在慢溫變狀態(tài)下溫度穩(wěn)定極其困難，并且受電子元器件的最小響應(yīng)時(shí)間的影響，在PID(比例
?
積分
?
微分控制器)的閉環(huán)控制中，PID的輸出在無(wú)限接近0％時(shí)，驅(qū)動(dòng)加熱的固體繼電器以及驅(qū)動(dòng)制冷的電磁閥件均無(wú)法接通，造成PID輸出的振蕩(加熱和制冷來(lái)回切換)，溫度波動(dòng)較大，溫度均勻性較差。另外，現(xiàn)有的試驗(yàn)箱在快溫變狀態(tài)下執(zhí)行大PID輸出時(shí)還存在輸出功率過(guò)大，能耗較高，執(zhí)行PID輸出的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性差的缺陷。
[0003]有鑒于此，設(shè)計(jì)出一種均勻穩(wěn)定、準(zhǔn)確可靠的溫度控制方法特別是在環(huán)境試驗(yàn)箱的應(yīng)用中顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0004]本專利技術(shù)的目的在于提供一種溫度控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)溫度的分段調(diào)控，提高在慢溫變狀態(tài)下溫度的穩(wěn)定性，避免造成PID的輸出振蕩，降低溫度波動(dòng)，提高溫度均勻性，以及提高在快溫變狀態(tài)下執(zhí)行PID輸出的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性。
[0005]本專利技術(shù)是采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0006]一種溫度控制方法，應(yīng)用于環(huán)境試驗(yàn)箱，環(huán)境試驗(yàn)箱包括箱體、控制器、調(diào)溫裝置和至少兩個(gè)分段調(diào)控件，調(diào)溫裝置通過(guò)至少兩個(gè)分段調(diào)控件與箱體連接，以對(duì)箱體進(jìn)行調(diào)溫，控制器同時(shí)與至少兩個(gè)分段調(diào)控件電連接，溫度控制方法包括：根據(jù)脈寬調(diào)制輸出值、調(diào)節(jié)周期和每個(gè)分段調(diào)控件的開啟閥值計(jì)算得出每個(gè)分段調(diào)控件的占空比斷開時(shí)長(zhǎng)；在一個(gè)調(diào)節(jié)周期內(nèi)，經(jīng)過(guò)占空比斷開時(shí)長(zhǎng)后，啟動(dòng)與占空比斷開時(shí)長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的分段調(diào)控件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)箱體的分段調(diào)溫。
[0007]可選地，根據(jù)脈寬調(diào)制輸出值、調(diào)節(jié)周期和每個(gè)分段調(diào)控件的開啟閥值計(jì)算得出每個(gè)分段調(diào)控件的占空比斷開時(shí)長(zhǎng)的步驟前，溫度控制方法還包括：根據(jù)預(yù)設(shè)溫度以及箱體內(nèi)的實(shí)際溫度計(jì)算得出脈寬調(diào)制輸出值；根據(jù)調(diào)溫裝置的硬件壽命和最小響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)以及控制器的計(jì)算頻率設(shè)定調(diào)節(jié)周期；根據(jù)調(diào)溫裝置的總功率以及每個(gè)分段調(diào)控件的子功率計(jì)算得出每個(gè)分段調(diào)控件的開啟閥值。
[0008]可選地，根據(jù)預(yù)設(shè)溫度以及箱體內(nèi)的實(shí)際溫度計(jì)算得出脈寬調(diào)制輸出值的步驟包括：利用寄存器將預(yù)設(shè)溫度輸入控制器，利用溫度傳感器采集箱體內(nèi)的實(shí)際溫度并將其輸入控制器；設(shè)置控制器的比例參數(shù)、積分參數(shù)和微分參數(shù)，并設(shè)置控制器輸出的脈寬調(diào)制輸出值為雙極性；計(jì)算得出脈寬調(diào)制輸出值。
[0009]可選地，控制器包括PID控制模塊和多個(gè)PLC控制模塊，寄存器和溫度傳感器均與
PID控制模塊電連接，PID控制模塊用于計(jì)算得出脈寬調(diào)制輸出值，PID控制模塊同時(shí)與多個(gè)PLC控制模塊電連接，多個(gè)PLC控制模塊一一對(duì)應(yīng)地與多個(gè)分段調(diào)控件電連接，每個(gè)PLC控制模塊用于控制一個(gè)分段調(diào)控件進(jìn)行調(diào)溫。
[0010]可選地，根據(jù)調(diào)溫裝置的總功率以及每個(gè)分段調(diào)控件的子功率計(jì)算得出每個(gè)分段調(diào)控件的開啟閥值的步驟中，分段調(diào)控件的開啟閥值的計(jì)算公式為：
[0011]S
M1
＝0；
[0012][0013]式中，a為比例參數(shù)，a的范圍為0.8至1.2，S
M1
為第一個(gè)分段調(diào)控件的開啟閥值，S
Mn
為第n個(gè)分段調(diào)控件的開啟閥值，QW為調(diào)溫裝置的總功率，QW1為第一個(gè)分段調(diào)控件的子功率，QW
n
?1為第n
?
1個(gè)分段調(diào)控件的子功率。
[0014]可選地，a＝1，分段調(diào)控件的開啟閥值的計(jì)算公式為：
[0015]S
M1
＝0；
[0016][0017]可選地，根據(jù)脈寬調(diào)制輸出值、調(diào)節(jié)周期和每個(gè)分段調(diào)控件的開啟閥值計(jì)算得出每個(gè)分段調(diào)控件的占空比斷開時(shí)長(zhǎng)的步驟中，分段調(diào)控件的占空比斷開時(shí)長(zhǎng)的計(jì)算公式為：
[0018]若M≤S
Mn
，則TS
Mn
＝T
M
；
[0019]若M＞S
Mn
，則
[0020]式中，M為脈寬調(diào)制輸出值，S
Mn
為第n個(gè)分段調(diào)控件的開啟閥值，TS
Mn
為第n個(gè)分段調(diào)控件的占空比斷開時(shí)長(zhǎng)，T
M
為調(diào)節(jié)周期。
[0021]可選地，分段調(diào)控件的數(shù)量為三個(gè)，第一個(gè)分段調(diào)控件的占空比斷開時(shí)長(zhǎng)小于第二個(gè)分段調(diào)控件的占空比斷開時(shí)長(zhǎng)，第二個(gè)分段調(diào)控件的占空比斷開時(shí)長(zhǎng)小于第三個(gè)分段調(diào)控件的占空比斷開時(shí)長(zhǎng)；在一個(gè)調(diào)節(jié)周期內(nèi)，經(jīng)過(guò)占空比斷開時(shí)長(zhǎng)后，啟動(dòng)與占空比斷開時(shí)長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的分段調(diào)控件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)箱體的分段調(diào)溫的步驟包括：在一個(gè)調(diào)節(jié)周期內(nèi)，經(jīng)過(guò)第一個(gè)分段調(diào)控件的占空比斷開時(shí)長(zhǎng)后，啟動(dòng)第一個(gè)分段調(diào)控件，此時(shí)第一個(gè)分段調(diào)控件對(duì)箱體進(jìn)行調(diào)溫；經(jīng)過(guò)第二個(gè)分段調(diào)控件的占空比斷開時(shí)長(zhǎng)后，啟動(dòng)第二個(gè)分段調(diào)控件，此時(shí)第一個(gè)分段調(diào)控件和第二個(gè)分段調(diào)控件同時(shí)對(duì)箱體進(jìn)行調(diào)溫；經(jīng)過(guò)第三個(gè)分段調(diào)控件的占空比斷開時(shí)長(zhǎng)后，啟動(dòng)第三個(gè)分段調(diào)控件，此時(shí)第一個(gè)分段調(diào)控件、第二個(gè)分段調(diào)控件和第三個(gè)分段調(diào)控件同時(shí)對(duì)箱體進(jìn)行調(diào)溫。
[0022]可選地，調(diào)溫裝置包括電加熱器和壓縮制冷機(jī)，分段調(diào)控件包括繼電器和制冷閥，電加熱器通過(guò)繼電器與箱體連接，以對(duì)箱體進(jìn)行加熱，壓縮制冷機(jī)通過(guò)制冷閥與箱體連接，以對(duì)箱體進(jìn)行制冷，脈寬調(diào)制輸出值包括脈寬調(diào)制加熱輸出值和脈寬調(diào)制制冷輸出值；當(dāng)M＞0時(shí)，H＝M，L＝0，此時(shí)電加熱器和繼電器啟動(dòng)，壓縮制冷機(jī)和制冷閥不啟動(dòng)；當(dāng)M＝0時(shí)，H＝L＝M＝0，此時(shí)電加熱器、繼電器、壓縮制冷機(jī)和制冷閥均不啟動(dòng)；當(dāng)M＜0時(shí)，L＝
?
M，H＝0，
此時(shí)電加熱器和繼電器不啟動(dòng)，壓縮制冷機(jī)和制冷閥啟動(dòng)；式中，M為脈寬調(diào)制輸出值，
?
100％≤M≤100％，H為脈寬調(diào)制加熱輸出值，L為脈寬調(diào)制制冷輸出值。
[0023]可選地，在一個(gè)調(diào)節(jié)周期內(nèi)，經(jīng)過(guò)占空比斷開時(shí)長(zhǎng)后，啟動(dòng)與占空比斷開時(shí)長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的分段調(diào)控件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)箱體的分段調(diào)溫的步驟后，溫度控制方法還包括：重新根據(jù)脈寬調(diào)制輸出值、調(diào)節(jié)周期和每個(gè)分段調(diào)控件的開啟閥值計(jì)算得出每個(gè)分段調(diào)控件的占空比斷開時(shí)長(zhǎng)，進(jìn)入下一個(gè)調(diào)節(jié)周期。
[0024]本專利技術(shù)提供的溫度控制方法具有以下有益效果：
[0025]本專利技術(shù)提供的溫度控制方法，首先根據(jù)脈寬調(diào)制輸出值、調(diào)節(jié)周期和每個(gè)分段調(diào)控件的開啟閥值計(jì)算得出每個(gè)分段調(diào)控件的占空比斷開時(shí)長(zhǎng)；然后在一個(gè)調(diào)節(jié)周期內(nèi)，經(jīng)過(guò)占空比斷開時(shí)長(zhǎng)后，啟動(dòng)與占空比斷開時(shí)長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的分段調(diào)控件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)箱體的分段調(diào)溫。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)提供的溫度控制方法由于采用了在一個(gè)調(diào)節(jié)周期內(nèi)，經(jīng)過(guò)分段占空比斷開時(shí)長(zhǎng)計(jì)算后，啟動(dòng)與占空比斷開時(shí)長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的分段調(diào)控件，以實(shí)現(xiàn)調(diào)溫裝置對(duì)箱體的分段調(diào)溫的步驟，所以能夠通過(guò)執(zhí)行不同占空比的分段調(diào)控件實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)溫裝置的分段調(diào)控，提高在慢溫變狀態(tài)下溫度的穩(wěn)定性，本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種溫度控制方法，應(yīng)用于環(huán)境試驗(yàn)箱(100)，其特征在于，所述環(huán)境試驗(yàn)箱(100)包括箱體(110)、控制器(140)、調(diào)溫裝置(150)和至少兩個(gè)分段調(diào)控件(160)，所述調(diào)溫裝置(150)通過(guò)至少兩個(gè)分段調(diào)控件(160)與所述箱體(110)連接，以對(duì)所述箱體(110)進(jìn)行調(diào)溫，所述控制器(140)同時(shí)與至少兩個(gè)所述分段調(diào)控件(160)電連接，所述溫度控制方法包括：根據(jù)脈寬調(diào)制輸出值、調(diào)節(jié)周期和每個(gè)所述分段調(diào)控件(160)的開啟閥值計(jì)算得出每個(gè)所述分段調(diào)控件(160)的占空比斷開時(shí)長(zhǎng)；在一個(gè)所述調(diào)節(jié)周期內(nèi)，經(jīng)過(guò)所述占空比斷開時(shí)長(zhǎng)后，啟動(dòng)與所述占空比斷開時(shí)長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的所述分段調(diào)控件(160)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述箱體(110)的分段調(diào)溫。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度控制方法，其特征在于，所述根據(jù)脈寬調(diào)制輸出值、調(diào)節(jié)周期和每個(gè)所述分段調(diào)控件(160)的開啟閥值計(jì)算得出每個(gè)所述分段調(diào)控件(160)的占空比斷開時(shí)長(zhǎng)的步驟前，所述溫度控制方法還包括：根據(jù)預(yù)設(shè)溫度以及所述箱體(110)內(nèi)的實(shí)際溫度計(jì)算得出所述脈寬調(diào)制輸出值；根據(jù)所述調(diào)溫裝置(150)的硬件壽命和最小響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)以及所述控制器(140)的計(jì)算頻率設(shè)定所述調(diào)節(jié)周期；根據(jù)所述調(diào)溫裝置(150)的總功率以及每個(gè)所述分段調(diào)控件(160)的子功率計(jì)算得出每個(gè)所述分段調(diào)控件(160)的開啟閥值。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度控制方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)設(shè)溫度以及所述箱體(110)內(nèi)的實(shí)際溫度計(jì)算得出所述脈寬調(diào)制輸出值的步驟包括：利用寄存器(120)將所述預(yù)設(shè)溫度輸入所述控制器(140)，利用溫度傳感器(130)采集所述箱體(110)內(nèi)的實(shí)際溫度并將其輸入所述控制器(140)；設(shè)置控制器(140)的比例參數(shù)、積分參數(shù)和微分參數(shù)，并設(shè)置控制器(140)輸出的所述脈寬調(diào)制輸出值為雙極性；計(jì)算得出所述脈寬調(diào)制輸出值。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的溫度控制方法，其特征在于，所述控制器(140)包括PID控制模塊(141)和多個(gè)PLC控制模塊(142)，所述寄存器(120)和所述溫度傳感器(130)均與所述PID控制模塊(141)電連接，所述PID控制模塊(141)用于計(jì)算得出所述脈寬調(diào)制輸出值，所述PID控制模塊(141)同時(shí)與多個(gè)所述PLC控制模塊(142)電連接，多個(gè)所述PLC控制模塊(142)一一對(duì)應(yīng)地與多個(gè)所述分段調(diào)控件(160)電連接，每個(gè)所述PLC控制模塊(142)用于控制一個(gè)所述分段調(diào)控件(160)進(jìn)行調(diào)溫。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述調(diào)溫裝置(150)的總功率以及每個(gè)所述分段調(diào)控件(160)的子功率計(jì)算得出每個(gè)所述分段調(diào)控件(160)的開啟閥值的步驟中，所述分段調(diào)控件(160)的開啟閥值的計(jì)算公式為：S
M1
＝0；式中，a為比例參數(shù)，a的范圍為0.8至1.2，S
M1
為第一個(gè)所述分段調(diào)控件(160)的開啟閥值，S
Mn
為第n個(gè)所述分段調(diào)控件(160)的開啟閥值，QW為所述調(diào)溫裝置(150)的總功率，QW1為
第一個(gè)所述分段調(diào)控件(160)的子功率，QW
n
?1為第n
?
1個(gè)所述分段調(diào)控件(160)的子功率。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫度控制方法，其特征在于，a＝1，所述分段調(diào)控件(160)的開啟閥值的計(jì)算公式為：S
M1
＝0；7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度控制方法，其特征在于，所述根據(jù)脈寬調(diào)制輸出值、調(diào)節(jié)周期和每個(gè)所述分段調(diào)控件(160)的開啟閥值計(jì)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李春紅，謝紹軍，周建，藍(lán)偉，陳文，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：重慶阿泰可科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：