PID温度控制器PID模糊控制技术控制原理分析
发布时间:2017-8-31

 电脑控制温控器采用PID模糊控制技术 *用先进的数码技术通过Pvar、Ivar、Dvar三方面的结合调整形成一个模糊控制来解决惯性温度误差问题。

  据了解,很多厂家在使用温控器的过程中,往往碰到惯性温度误差的问题,苦于无法解决,依靠手工调压来控制温度。

  创新,采用了PID模糊控制技术,较好地解决了惯性温度误差的问题。 传统的温控器,是利用热电偶线在温度化变化的情况下,产生变化的电流作为控制信号,对电器元件作定点的开关控制器

  传统的温控器的电热元件一般以电热棒、发热圈为主,两者里面都用发热丝制成。发热丝通过电流加热时,通常达到1000℃以上,所以发热棒、发热圈内部温度都很高。一般进行温度控制的电器机械,其控制温度多在0-400℃之间,所以,传统的温控器进行温度控制期间,当被加热器件温度升高至设定温度时,温控器会发出信号停止加热。但这时发热棒或发热圈的内部温度会高于400℃,发热棒、发热圈还将会对被加热的器件进行加热,即使温控器发出信号停止加热,被加热器件的温度还往往继续上升几度,然后才开始下降。当下降到设定温度的下限时,温控器又开始发出加热的信号,开始加热,但发热丝要把温度传递到被加热器件需要一定的时候,这就要视乎发热丝与被加热器件之间的介质情况而定。通常开始重新加热时,温度继续下降几度。所以,传统的定点开关控制温度会有正负误差几度的现象,但这不是温控制器本身的问题,而是整个热系统的结构性问题,使温控器控温产生一种惯性温度误差。

  要解决温控器这个问题,采用PID模糊控制技术,是明智的选择。PID模糊控制,是针对以上的情况而制定的、新的温度控制方案,用先进的数码技术通过Pvar、Ivar、Dvar三方面的结合调整,形成一个模糊控制,来解决惯性温度误差问题。 然而,在很多情况下,由于传统的温控器温控方式存在较大的惯性温度误差,往往在要求精确的温控时,很多人会放弃自动控制而采用调压器来代替温控器。当然,在电压稳定工作的速度不变、外界气温不变和空气流动速度不变的情况下,这样做是完全可以的,但要清楚地知道,以上的环境因素是不断改变的,同时,用调压器来代替温度控制器时,必须在很大程度上靠人力调节,随着工作环境的变化而用人手调好所需温度的度数,然后靠相对稳定的电压来通电加热,勉强运作,但这决不是自动控温。当需要控温的关键很多时,就会手忙脚乱。这样,调压器就派不上用场,因为靠人手不能同时调节那么多需要温控的关键,只有采用PID模糊控制技术,才能解决这个问题,使操作得心应手,运行畅顺。 例如烫金机,其温度要求比较稳定,通常在正负2℃以内才能较好运作。高速烫金机烫制同一种产品图案时,随着速度加快,加热速度也要相应提高。这时,传统的温度控制器方式和采用调压器操作就不能胜任,产品的质量就不能保证,因为烫金之前必须要把烫金机的运转速度调节适当,用速度来迁就温度控制器和调压器的弱点。但是,如果采用PID模糊控制的温度控制器,就能解决以上的问题,因为PID中的P,即Pvar功率变量控制,能随着烫金机工作速度加快而加大功率输出的百分量。

  当通过热电偶采集的被测温度偏离所希望的给定值时,PID控制可根据测量信号与给定值的偏差进行比例运算,从而输出某个适当的控制信号给执行机构,促使测量值恢复到给定值,达到自动控制的效果。

  比例运算是指输出控制量与偏差的比例关系。比例参数P设定值越大,控制的灵敏度越低,设定值越小,控制的灵敏度越高,例如比例参数P设定为4%,表示测量值偏离给定值4%时,输出控制量变化100%。积分运算的目的是消除偏差。只要偏差存在,积分作用将控制量向使偏差消除的方向移动。积分时间是表示积分作用强度的单位。设定的积分时间越短,积分作用越强。例如积分时间设定为240秒时,表示对固定的偏差,积分作用的输出量达到和比例作用相同的输出量需要240秒。比例作用和积分作用是对控制结果的修正动作,响应较慢。微分作用是为了消除其缺点而补充的。微分作用根据偏差产生的速度对输出量进行修正,使控制过程尽快恢复到原来的控制状态,微分时间是表示微分作用强度的单位,仪表设定的微分时间越长,则以微分作用进行的修正越强。

 

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