微機自動控制高低溫試驗箱的溫度控制研究
對于高低溫試驗箱控制系統，其被控對象為一階慣性加純滯后環節。為了實際調節方便，仍然采用常用的PID算法實現溫度控制，但在整個控制過程中，對PID參數的整定進行了認真分析，并設計了一種PID參數生成器，使系統的溫度控制效果得到很大改善。
高低溫試驗箱在試驗過程中的溫度控制是按設定曲線進行的，如圖4—l所示。該圖是一個試驗曲線實例，共包含4個控溫段：上升段Tl、恒溫段T2、降溫段T3和恒溫段T4。顯然，為使實際的控溫曲線跟蹤好設定曲線，且保證在T2和T4段系統無差，達到系統要求的控溫精度，PID算法的參數整定十分關鍵。由于該高低溫試驗箱的溫度對象參數既要隨著試件的種類和多少改變，也要隨著投入的加熱器和制冷機組多少而改變，在整定PID參數時要根據不同情況加以調整。為此，設計了一個溫度控制PID參數生成器 ，用來根據不同的控溫段和試驗情況來生成不同的PID參數。設第n個控溫段的PID參數分別為Pn 、In 和Dn ，則該控溫段的控制參數由下列矩陣確定：
式（4—l）
圖4—l 設定溫度曲線圖
式（4—l）中，P0，I0和D0分別為系統的基本 PID參數；Fn（P），Fn（I）和Fn（D）分別為第n個溫控段與試驗情況相關的P、I和D參數的系數函數。 基于PID參數生成器的實現，通過上位PC機編程很容易實現，當然，一些相關參數還是要通過實際系統的調試獲得。另外，實際應用中我們采用增量式算法，而輸出采用位式輸出，即在時間周期T內，按照PID輸出的歸一化結果（0~l）去控制SSR的導通時間，從而實現溫度的調節 。高低溫試驗箱溫度控制系統的控制原理如圖4—2所示，Ts為設定溫度；Tf為實際溫度。
圖4—2試驗箱溫度控制原理圖
本篇：微機自動控制高低溫試驗箱的溫度控制研究
本篇相關產品：GDW系列高低溫試驗箱
文章來源：南京炯雷儀器設備有限公司 ：
關鍵詞： 高低溫試驗箱；溫度控制；微機自動控制系統
