CN106484000A - 一种温度控制方法 - Google Patents

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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature

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Abstract

本发明涉及一种温度控制方法，核心为温度控制模型，其为一个线性调节器，定义了数学式以及其中涉及的参数，并进行了调节，本发明的有益成果是：本发明从数学的角度进行温度控制方法的认定，通过数学模型的建立，对其中涉及的参数的限定，严格地将数学模型的框架确定下来，以保证温度控制方法的完整性以及有效性。

Description

一种温度控制方法
技术领域
本发明涉及建筑节能领域，涉及一种温度控制方法。
背景技术
温度控制方法的设计依据是目前居民小区采取分户供热计量的方式，根据每家每户的热量计量表来收取供热费用基于这方面考虑，为了合理、节约用能和节省用户暖开支，设计了一种控制方法来作为温度控制机械的中心处理方法，从而达到温度控制的目的。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种解决或部分解决上述问题的一种温度控制方法。
为达到上述技术方案的效果，本发明的技术方案为：一种温度控制方法，核心为温度控制模型；
而且，温度控制模型为一个线性调节器，它根据设定的温度值与实际输出的温度值的偏差经过积分、微分后，再通过线性组合构成控制量，对控制对象进行控制，温度控制模型的计算公式如下：
其中，t为温度控制模型的当前时间，u(t)为温度控制模型的输出，e(t)为温度控制模型的输入，即为设定的温度值与实际输出的温度值的偏差，r1为积分时间常数，r2为微分时间常数；
e(t)与温度控制模型的控制偏差相关，它的值越大，调节时间越短，温度控制模型的控制偏差越小；
r1∫e(t)dt为了消除温度控制模型的偏差，它的值越大，其的积分作用越弱，有利于对温度控制模型进行参数项的调节；
的作用为感知偏差变化趋势，微分时间常数越大，抑制温度控制模型的变化的作用越强，反之，越弱；
而且，温度控制模型的计算公式在确定后，需要对其进行调节，调节的过程为：
第一步：比例整定，首先将积分时间常数和微分系数取零，即取消微分和积分作用，采用纯比例控制，并且将纯比例控制的比例系数由小到大变化，由此观察温度控制模型的输出，直至温度控制模型的输出趋向稳定，确定纯比例控制的比例系数；
第二步：积分整定，将积分时间常数由小逐渐增加，积分作用就逐渐增强，观察温度控制模型的输出会发现，温度控制模型的静差会逐渐减少直至消除，反复作用几次，直到消除温度控制模型的静差的速度满意为止；
第三步：微分整定，将微分时间常数从零逐渐增加，观察超调量的稳定性，同时相应地微调积分时间常数，逐步微调，直到超调量趋向稳定为止。
本发明的有益成果是：本发明从数学的角度进行温度控制方法的认定，通过数学模型的建立，对其中涉及的参数的限定，严格地将数学模型的框架确定下来，以保证温度控制方法的完整性以及有效性。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，能实现同样功能的产品属于等同替换和改进，均包含在本发明的保护范围之内。具体方法如下：
实施例1：一种温度控制方法，核心为温度控制模型；
而且，温度控制模型为一个线性调节器，它根据设定的温度值与实际输出的温度值的偏差经过积分、微分后，再通过线性组合构成控制量，对控制对象进行控制，温度控制模型的计算公式如下：
其中，t为温度控制模型的当前时间，u(t)为温度控制模型的输出，e(t)为温度控制模型的输入，即为设定的温度值与实际输出的温度值的偏差，r1为积分时间常数，r2为微分时间常数；
e(t)与温度控制模型的控制偏差相关，它的值越大，调节时间越短，温度控制模型的控制偏差越小；
r1∫e(t)dt为了消除温度控制模型的偏差，它的值越大，其的积分作用越弱，有利于对温度控制模型进行参数项的调节；
的作用为感知偏差变化趋势，微分时间常数越大，抑制温度控制模型的变化的作用越强，反之，越弱；
而且，温度控制模型的计算公式在确定后，需要对其进行调节，调节的过程为：
第一步：比例整定，首先将积分时间常数和微分系数取零，即取消微分和积分作用，采用纯比例控制，并且将纯比例控制的比例系数由小到大变化，由此观察温度控制模型的输出，直至温度控制模型的输出趋向稳定，确定纯比例控制的比例系数；
第二步：积分整定，将积分时间常数由小逐渐增加，积分作用就逐渐增强，观察温度控制模型的输出会发现，温度控制模型的静差会逐渐减少直至消除，反复作用几次，直到消除温度控制模型的静差的速度满意为止；
第三步：微分整定，将微分时间常数从零逐渐增加，观察超调量的稳定性，同时相应地微调积分时间常数，逐步微调，直到超调量趋向稳定为止。
可以对温度控制模型进行扩展，对其中涉及的数据进行处理，温度数据处理是温度控制模型的核心内容之一，主要分为两部分：传感器软件配置与数据处理、室温设定值调节。首先，分析数据结构，其数据包由两部分组成，分为小数部分和整数部分。一次完整的数据传输为，高位先出，接着出低位。
数据格式为：温度整数数据以及温度小数数校验，其中，校验和数据是前四个字节相加的结果。通过单数据线输出的是未经编码的二进制数据，各字节数据之间需要单独处理，且该传感器一次通讯时间最大为10s，主机连续釆样间隔最好不小于2s。
实施例2：温度控制方法如果对硬件部分进行设计，主要包括控制器工作模式选择、温度采集模块、室温设定值的调节、定时器的配置、无线通信和阀门开关的中断处理等。具体总体流程如下：
工作模式选择仍然是需要首先判断的，将工作模式分为自动模式和主动模式。
首先，进入自动模式，查看无线接收缓冲区中是否有远程控制指令需要执行，然后采集温度值，作为模糊计算的参量，最后输出时间比例信号，控制暖气电磁阀的打开时间。在温度调节环节，用户可实现对室温值的自由设定。温度控制模型进入主动模式，主动模式下存在网络控制、温度设定值调节和时间比例输出控制功能，在这个工作模式下，传感器正常工作。
温度控制方法中可以选用意法半导体推出的作为微处理器，该款微处理器为内核，具有低功耗、高性能、功能强大等优点，完全能够满足本实施例对微处理器的要求；采用极低功率的无线收发器实现无线通信功能，该收发器与微处理器之间通过线接口通信，实现数据传输以及和家庭智能终端的组网，而传感部分可以扩展包括人体传感器和电流传感器，人体热释电传感器实现人员存在的检测，作为下发控制指令的判决之一，电流传感器获取用电回路的电流信息，经过信号调理电路，将回路电流信息传送给，作为其控制交流接触器回路通断的另一判据；此外，控制器还设计有门檻电流档位调节按键、控制器手动自动工作模式选择键和一键切断接通用电回路的功能。
以上所述仅为本发明之较佳实施例，并非用以限定本发明的权利要求保护范围。同时以上说明，对于相关技术领域的技术人员应可以理解及实施，因此其他基于本发明所揭示内容所完成的等同改变，均应包含在本权利要求书的涵盖范围内。
本发明的有益成果是：本发明从数学的角度进行温度控制方法的认定，通过数学模型的建立，对其中涉及的参数的限定，严格地将数学模型的框架确定下来，以保证温度控制方法的完整性以及有效性。

Claims (3)

1.一种温度控制方法，其特征在于，核心为温度控制模型。
2.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述温度控制模型为一个线性调节器，它根据设定的温度值与实际输出的温度值的偏差经过积分、微分后，再通过线性组合构成控制量，对控制对象进行控制，所述温度控制模型的计算公式如下：
其中，t为所述温度控制模型的当前时间，u(t)为所述温度控制模型的输出，e(t)为所述温度控制模型的输入，即为设定的温度值与实际输出的温度值的偏差，r1为积分时间常数，r2为微分时间常数；
e(t)与所述温度控制模型的控制偏差相关，它的值越大，调节时间越短，所述温度控制模型的控制偏差越小；
r1∫e(t)dt为了消除所述温度控制模型的偏差，它的值越大，其的积分作用越弱，有利于对所述温度控制模型进行参数项的调节；
的作用为感知偏差变化趋势，所述微分时间常数越大，抑制所述温度控制模型的变化的作用越强，反之，越弱。
3.根据权利要求2所述的温度控制方法，其特征在于，所述温度控制模型的计算公式在确定后，需要对其进行调节，调节的过程为：
第一步：比例整定，首先将所述积分时间常数和所述微分系数取零，即取消微分和积分作用，采用纯比例控制，并且将纯比例控制的比例系数由小到大变化，由此观察所述温度控制模型的输出，直至所述温度控制模型的输出趋向稳定，确定所述纯比例控制的比例系数；
第二步：积分整定，将所述积分时间常数由小逐渐增加，积分作用就逐渐增强，观察所述温度控制模型的输出会发现，所述温度控制模型的静差会逐渐减少直至消除，反复作用几次，直到消除所述温度控制模型的静差的速度满意为止；
第三步：微分整定，将所述微分时间常数从零逐渐增加，观察超调量的稳定性，同时相应地微调所述积分时间常数，逐步微调，直到所述超调量趋向稳定为止。
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