微机自动控制高低温试验箱的温度控制研究

  微机自动控制高低温试验箱的温度控制研究

   对于高低温试验箱控制系统，其被控对象为一阶惯性加纯滞后环节。为了实际调节方便，仍然采用常用的PID算法实现温度控制，但在整个控制过程中，对PID参数的整定进行了认真分析，并设计了一种PID参数生成器，使系统的温度控制效果得到很大改善。

  高低温试验箱在试验过程中的温度控制是按设定曲线进行的，如图4—l所示。该图是一个试验曲线实例，共包含4个控温段：上升段Tl、恒温段T2、降温段T3和恒温段T4。显然，为使实际的控温曲线跟踪好设定曲线，且保证在T2和T4段系统无差，达到系统要求的控温精度，PID算法的参数整定十分关键。由于该高低温试验箱的温度对象参数既要随着试件的种类和多少改变，也要随着投入的加热器和制冷机组多少而改变，在整定PID参数时要根据不同情况加以调整。为此，设计了一个温度控制PID参数生成器 ，用来根据不同的控温段和试验情况来生成不同的PID参数。设第n个控温段的PID参数分别为Pn 、In 和Dn ，则该控温段的控制参数由下列矩阵确定： 

式（4—l）

   图4—l 设定温度曲线图

   式（4—l）中，P0，I0和D0分别为系统的基本 PID参数；Fn（P），Fn（I）和Fn（D）分别为第n个温控段与试验情况相关的P、I和D参数的系数函数。 基于PID参数生成器的实现，通过上位PC机编程很容易实现，当然，一些相关参数还是要通过实际系统的调试获得。另外，实际应用中我们采用增量式算法，而输出采用位式输出，即在时间周期T内，按照PID输出的归一化结果（0~l）去控制SSR的导通时间，从而实现温度的调节 。高低温试验箱温度控制系统的控制原理如图4—2所示，Ts为设定温度；Tf为实际温度。

图4—2试验箱温度控制原理图

本篇：微机自动控制高低温试验箱的温度控制研究

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文章来源：南京炯雷仪器设备有限公司  ：

    关键词： 高低温试验箱；温度控制；微机自动控制系统