[发明专利]面向线网反应器的升温速率随意可调的快速加热控制算法

摘要

本发明属于温度控制技术领域，尤其涉及面向线网反应器的升温速率随意可调的快速加热控制算法。其特征在于，根据硬件性能确定采样速度；确定稳定温度‐输出功率之间的函数关系和升温速度‐功率匹配之间的函数关系；计算给定目标稳定温度所对应的输出功率值和给定目标升温速度所对应的输出功率值；在升温的起始阶段，按照升温速度所对应的输出功率来进行快速升温，当实际温度接近目标温度时，将输出功率调整到目标稳定温度所对应的输出功率附近，然后采用特定的控制算法调整至温度稳定。本发明能够保证满足不同升温速度的控制要求，升温速度由用户来实时调整，能够保证调稳过程中超调量很小，调节稳定速度快，扩展性好，能无极限地提高升温速度。

主权项

一种面向线网反应器的升温速率随意可调的快速加热控制算法，其特征在于，包括：步骤1、根据温度传感器，温度变送器这些前端数据采集硬件的整体响应速度，以及控制芯片信号引起功率变化的响应时间，确定采样速度控制算法的采样速度；步骤2、确定线网的稳定温度‑输出功率之间的函数关系；步骤3、确定线网的升温速度‑输出功率匹配之间的函数关系；步骤4、给定目标稳定温度和目标升温速度，分别依据步骤2和步骤3，计算得到给定目标稳定温度所对应的输出功率值和给定目标升温速度所对应的输出功率值；步骤5、起始阶段的升温速度由升温速度‑输出功率匹配函数所确定的输出功率值来决定；当实际温度小于目标稳定温度的设定比例即过冲比例时，按照步骤4中计算得到的升温速度所需要的输出功率值对应的控制电压恒定输出；当实际温度大于目标稳定温度的设定比例时，控制电压输出调整到目标稳定温度所对应的输出功率值，该输出仅维持一个采样周期；步骤6、在接下来的采样周期内，按照自动调节控制算法调节，直到调节时间到为止，所述自动调节控制算法需要先测量实际待控制的线网反应器系统时间常数和纯滞后时间，采用一阶惯性滞后系统进行建模；然后设定闭环系统的理想时间常数和纯滞后时间；根据设定的闭环系统的理想时间常数和纯滞后时间，以及测量得到的被控的线网反应器系统的实际时间常数和纯滞后时间，分别按照下式计算控制调节系数AA、系数BB和系数CC：其中:AA＝(1‑exp(‑ts/tao2))/(1‑ exp(‑ts/tao1))BB＝AA*exp(ts/tao1)；式中ts是采样时间间隔，tao2和tao1是用户给定的两个参数；自动调节的控制电压u＝k1*AA*error‑k2*BB*error_1+CC*u_1+(1‑CC)*u_2；其中k1和k2是用户用来调整的参数；error为当前采样周期计算得到的目标稳定温度与实测温度之间的误差；error_1为前一次采样计算得到的目标稳定温度与实测温度之间的误差；u_1为前一个采样周期所输出的控制电压；u_2为前一个采样周期之前的那个采样周期所输出的控制电压。