[发明专利]一种快速响应的主动控温方法

权利要求书

1.一种快速响应的主动控温方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)预设被控温度值，并监测被控对象的实时温度值；

(2)获取被控对象的温度动态传递模型；所述被控对象的温度动态传递模型包括：

e(t)＝T_real(t)-T_set

其中，q(t)为加载的加热功率，T_real(t)为被控对象的实时温度，T_set是目标温度，即设定温度，e(t)为输入偏差，K_P、K_I和K_D分别为比例系数、积分系数和微分系数，T为调节周期，T_I和T_D分别为积分时间常数和微分时间常数；

(3)根据被控对象的温度动态传递模型，以及热阻、实时温度以及设定温度的实时反馈，计算PID控制的比例系数范围，进行对应加热功率的加载，完成比例控温调节；

(4)根据相应的比例系数范围，计算确定积分系数以及微分系数，完成PID快速主动控温；

所述比例系数K_P、积分系数K_I和微分系数K_D的范围分别由下式确定：

K_I＝βK_P

K_D＝γK_P

其中，∑R为热阻，α、β和γ分别为修正系数；所述热阻通过加载不同加热功率，得到对应的温度值，并通过测量被测对象的实时温度，进而通过下式得到热阻：

其中，Δq为两次加载不同热流功率之差，ΔT为不同加载功率下所对应的被测对象温度之差；或者所述热阻通过获得相应的热流功率-温度曲线图，再通过计算斜率得到对应的热阻。

2.根据权利要求1所述的一种快速响应的主动控温方法，其特征在于，所述修正系数中：α＝0.08～0.5，β＝0.01～0.05，γ＝0～0.01。

3.根据权利要求2所述的一种快速响应的主动控温方法，其特征在于，所述被控对象包括样品腔，样品腔设置有加热设备，样品腔还设置有能够实时监测样品腔的温度变化的温度计，所述热阻包括从温度波动源头到样品腔的系统的总热阻之和，加热设备与系统之间的热阻，以及系统与环境之间的热阻。

4.根据权利要求3所述的一种快速响应的主动控温方法，其特征在于，所述加热设备与系统之间的热阻若趋于零，则只有比例和积分调节即可，即γ＝0。