[发明专利]一种PID参数整定温度控制实验教学装置及方法

说明书

本发明公开了一种PID参数整定温度控制实验教学装置及方法，涉及控制工程领域，该装置包括内置有位置式PID控制程序的控制器以及油箱；在油箱的出口与油箱的入口之间且沿油的流动方向上依次设置的液压泵和比例压力阀；油箱内部设有温度传感器；控制器分别与温度传感器和比例压力阀连接；控制器用于根据温度传感器采集的油液温度和位置式PID控制程序控制比例压力阀工作以对通过比例压力阀的油液进行加热。本发明具有结构简单、加热均匀等优点。

技术领域

本发明涉及控制工程领域，特别是涉及一种PID参数整定温度控制实验教学装置及方法。

背景技术

PID控制是应用于控制系统的经典控制方法，是过程控制系统、运动控制系统等的基本控制方法。PID参数整定是对被控对象进行PID控制的基础。PID参数整定实验教学是理论与实践相结合的重要实践性教学环节，是学习、理解、掌握PID控制方法的重要教学手段，也是培养学生实践能力、设计能力、分析能力的重要技术手段。目前，在教学实验中，PID参数整定的控制实验主要是基于Matlab平台进行计算机仿真实验，具有简单、方便的特点，但是难以让学生感受真实控制系统PID参数整定的的控制效果。对实际温度控制系统进行PID参数整定的实验教学，需要涉及被控对象、控制装置、传感器、计算机控制系统等实际装置，这类实验装置主要采用电加热器，加热装置具有结构复杂、加热不均匀等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种PID参数整定温度控制实验教学装置及方法，具有结构简单、加热均匀等优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种PID参数整定温度控制实验教学装置，包括内置有位置式PID控制程序的控制器以及油箱；

在所述油箱的出口与所述油箱的入口之间且沿油的流动方向上依次设置的液压泵和比例压力阀；

所述油箱内部设有温度传感器；

所述控制器分别与所述温度传感器和所述比例压力阀连接；所述控制器用于根据所述温度传感器采集的油液温度和所述位置式PID控制程序控制所述比例压力阀工作以对通过所述比例压力阀的油液进行加热。

可选的，还包括冷却器、比例流量阀以及液压马达；

所述液压泵的出口与所述比例压力阀的进口连通，所述比例压力阀的出口与所述冷却器的进口连通，所述冷却器的出口与所述油箱的进口连通；

在所述液压泵的出口与所述比例压力阀的进口的连通通路上还与所述比例流量阀的进口连通，所述比例流量阀的出口与所述液压马达的进口连通，所述液压马达的出口与所述油箱的进口连通。

可选的，还包括风扇装置；所述液压马达的输出轴与所述风扇装置连接，且所述风扇装置位于所述冷却器的一侧以便所述风扇装置工作时对通过所述冷却器的油液进行降温。

可选的，在所述液压泵的出口与所述比例流量阀的进口的连通通路上还连接有压力传感器；所述压力传感器用于检测所述液压泵出口的工作压力。

可选的，还包括A/D1转换器和A/D2转换器；

所述控制器的第一输入端与所述A/D1转换器的一端连接，所述A/D1转换器的另一端与所述温度传感器连接；

所述控制器的第二输入端与所述A/D2转换器的一端连接，所述A/D2转换器的另一端与所述压力传感器连接。

可选的，还包括D/A1转换器和比例压力阀放大器；

所述控制器的第一输出端与所述D/A1转换器的一端连接，所述D/A1转换器的另一端与所述比例压力阀放大器的一端连接，所述比例压力阀放大器的另一端与所述比例压力阀连接。

可选的，还包括D/A2转换器和比例流量阀放大器；