[发明专利]一种自适应PID温度控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自适应PID温度控制方法。

背景技术

在生物试验中，由于往往都对试验温度有着极为严格的要求，故各种用于实现生物反应的仪器的最关键部分就是对于温度的控制，通常，温控系统是非线性的、具有纯滞后的惯性系统，因此温控系统的受控对象可用一阶惯性环节加延迟环节表示，其传递函数是：

G(s)=Ke-T·sTc·s+1]]>

其中K为系统的静态增益，T_c为系统的时间常数，T为对象的纯滞后时间常数，s为这个方程的自变量。

而温控算法一般采用PID算法来实现对系统的控制。所谓PID控制，就是按设定值与测量值之间偏差的比例、偏差的积累和偏差变化的趋势进行控制。传统的PID控制公式为：

uk=KPe(k)+KiΣj=0ke(j)+Kd(e(k)-e(k-1))]]>

上式中，K_P为比例系数，u_k是第k次采样的输出值；e(k)是第k次采样时刻的偏差值；e(k-1)是第k-1次采样时刻的偏差值；K_i是积分系数，；K_d是微分系数。其控制原理可参见图1，加热过程具有以下特点：

(1)由于制造和装配过程中，每台仪器的加热功率都不一致；

(2)由于仪器对温度的精度要求很高，应尽量避免出现过冲现象，所谓过冲是指在加热过程中，如果温度上升过快，则很容易超过规定值，就好像冲过规定值似的；

(3)环境温度对加热过程有较大的影响，这是由于当季节不同时，环境温度差别很大，如果不进行加热速度的控制，势必出现或者夏天出现过冲，或者冬天加热不到目标温度的情况。

而上述特点说明，由于每台仪器加热功率不一致，故控制算法应该是自适应的，可以对相关参数进行动态调整，同时由于过冲现象的存在，控制算法应该能够对加热速度进行较好控制，但普通PID控制算法没有此功能。

发明内容

为了解决目前温控方法不能自适应且无法较好控制加热速度的问题，本发明提供一种能有效控制加热速度并能适应各种仪器的自适应PID温度控制方法。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是，一种自适应PID温度控制方法，包括以下步骤：

步骤一：对温度进行实时采集；

步骤二：对加热速度进行实时计算；

步骤三：根据实时的加热速度对PID参数进行调整；

步骤四：进行PID运算；