CN108459637A - 一种加速炉具升温的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加速炉具升温的控制方法，包括：输入并接收切换的挡位指令；判断所述挡位指令对应的变换是功率增加还是降低，若是功率降低，则转入步骤五；若是功率增加，根据切换前后的功率差值计算满功率升温时间t_p，其中，t_p＝K*f(P)＝K*(P_n+1‑P_n)；在满功率的情况下启动电灶的加热升温过程，直至达到所述满功率升温时间t_p，之后按照所述切换后挡位功率P_n+1输出控制功率并退出功率切换流程进行加热，直到达到所述切换后挡位功率P_n+1的平衡温度；本发明使炉具升温达到新设定功率平衡温度的时间大大缩减，达到快速升温的目的。

Description

一种加速炉具升温的控制方法

技术领域

本发明涉及家用电灶控制技术领域，具体地说是一种电子控制炉具多挡位加热功率设定的一种加速炉具升温的控制方法。

背景技术

常用家用电灶的温度调节一直沿用功率设定的开环控制方法，即是通过功率挡位的设置改变来调节炉具温度。无论是模拟还是数字功率设定，一旦挡位设定有效，炉具按照该挡位的设定功率输出加热功率，温度响应如图1所示a、c、e基本线性的升温曲线。

图1中横坐标代表时间，纵坐标表示温度，三条曲线a、c、e分别代表三个不同挡位下设定的功率P₁，P₂和P₃的升温过程。通常来说，较高功率对应较高的温度，图示中的三个功率大小依次增加，即：P₃>P₂>P₁。

图示中给出了a、b、c、d、e、f共计6条升温曲线，其中a、c、e为线性关系，即按照挡位设定功率的传统方法进行升温，挡位越低，功率越小，炉具达到的平衡温度越低，温度上升的速度和功率大小基本呈线性比例关系。在图1中，满功率升温时间t_p和无加快升温控制的升温时间t_s均是定义为达到设定温度90％时需要的时间，图示中，t_p和t_s点纵坐标虚线与f曲线和e曲线的交点分别表示在达到设定功率P₃所要求的设定温度90％时采用发明技术和常规技术所需的加热升温时间。

在实际烹饪过程中，用户为了加速达到平衡温度，就会先将功率挡位调高，接近烹饪需要温度时再将功率挡位调到需要温度的功率挡位上。所以，炉具在需要升温时，需要多次操作才能满足迅速达到烹饪所需平衡温度，否则就要等待很长的按设定功率升温的时间。

发明内容

应当理解，本公开以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本公开提供进一步的解释。

针对上述问题，本发明的目的是克服现有炉具升温控制技术升温慢的不足。电灶烹饪应用中，用户希望操作简单，响应快的烹饪器具。本炉具功率挡位设定的控制方法可以自动缩短升温时间，功率挡位设定调节只需一次设定就可迅速达到平衡温度的控制目的，使炉具烹饪和操作性能有明显改善。

为了达到上述目的，本发明公开了一种加速炉具升温的控制方法，其特征在于，包括：

步骤一，输入并接收切换的挡位指令；

步骤二，判断所述挡位指令对应的变换是功率增加还是降低，若是功率增加，进入步骤三，若是功率降低，则转入步骤五；

步骤三，根据切换前后的功率差值计算满功率升温时间t_p，其中，

t_p＝K*f(P)＝K*(P_n+1-P_n)

其中，f(P)为功率差值，P_n为切换前挡位功率，P_n+1为切换后挡位功率，K为满功率温度升温比例常数；

步骤四，在满功率的情况下启动电灶的加热升温过程，直至达到所述满功率升温时间t_p，之后按照所述切换后挡位功率P_n+1进行加热，直到达到所述切换后挡位功率P_n+1的平衡温度；

步骤五，根据切换后挡位功率P_n+1输出控制信号；

步骤六，退出控制流程，返回步骤一。

比较好的是，本发明进一步公开了一种加速炉具升温的控制方法，其特征在于，

所述步骤三中，切换后挡位功率P_n+1和切换前挡位功率P_n通过查表法获得，所述查表法的表格中包括所述炉具的所有挡位及各自对应的挡位功率。

比较好的是，本发明进一步公开了一种加速炉具升温的控制方法，其特征在于，

所述挡位指令包括从起始挡位切换到最高挡位，或者从某个较低挡位切换到较高挡位，或者从较高挡位切换到较低挡位甚至起始挡位。

本控制方法同现有技术相比，在不增加元件的基础上，利用炉具升温的控制方法，在炉具需要升温时仅需将功率挡位调高，此刻炉具自动对功率挡位(温度)升挡的功率偏差量进行采集，根据偏差值的大小，用数学模型自动计算出合适的满功率加热的升温持续时间，在此持续时间内自动输出最大功率(满功率)，此后自动改变为设定功率输出，从而使炉具升温达到平衡温度的时间大大缩减，达到快速升温的目的。

附图说明

现在将详细参考附图描述本公开的实施例。现在将详细参考本公开的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本公开中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本公开说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本公开。

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本发明的详细描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1为反映温度和时间关系的温升曲线图；

图2是本发明提供的炉具功率挡位设定的控制方法流程图；

图3是采用传统技术下1挡的温升曲线；

图4是采用本发明控制方法下1挡的温升曲线。

附图标记

P_n――切换前挡位功率

P_n+1――切换后挡位功率

t_p――满功率升温时间

K――满功率温度升温比例常数

t_s――无加快升温控制的升温时间

P₁、P₂、P₃――三个不同挡位对应的设定功率

具体实施方式

本说明书公开了结合本发明特征的一或多个实施例。所公开的实施例仅仅例示本发明。本发明的范围不限于所公开的实施例。本发明由所附的权利要求是来限定。

说明书中引用的“一个实施例”、“一实施例”、“一示例性实施例”等等表明所述的实施例可以包括特殊特征、结构或特性，但所有实施例不必包含该特殊特征、结构或特性。此外，这些短语不必涉及相同的实施例。此外，在联系一实施例描述特殊特征、机构或特性时，就认为联系其他实施例(无论是否明确描述)实现这种特征、结构或特性在本领域的技术人员的知识范围之内。

此外，应理解，这里使用的空间描述(例如，之上、之下、上方、左边、右边、下方、顶部、底部、垂直、水平等等)仅用于说明的目的，且这里所描述的结构的实际实现方式可以是按任何定向或方式在空间上排列。

图2是本发明提供的炉具功率挡位设定的控制方法流程图，请参见图2所示：

步骤101，输入并接收挡位指令，这里的挡位指令代表一个变换的指令，比如从起始挡位切换到最高挡位，或者从某个较低挡位切换到较高挡位，或者从较高挡位切换到较低挡位甚至起始挡位；

步骤102根据新的挡位指令，改变加热功率设定有功率变化需求，如从某个较低挡位切换到较高挡位，或从较高挡位切换到较低挡位；

步骤103，判断输入的挡位指令是否属于增加功率还是降低功率，如果是增加功率，进入步骤104，如果是降低功率，则转入步骤107；步骤104，计算切换前后的功率差值，即：

f(P)＝P_n+1－P_n (1)

其中，f(P)为功率差值，P_n为切换前挡位功率，P_n+1为切换后挡位功率；

步骤105，计算满功率的持续时间：

t_p＝K*f(P)＝K*ΔP*(X_n+1-X_n) (2)

这里的X_n+1和X_n分别表示切换前后的挡位，譬如，切换前挡位是3，切换后挡位是9，(X_n+1-X_n)就是9-3＝6；

这里需要特别说明的是，在实际应用中，功率挡位的设定非等差间隔，一般在低功率挡位间隔密度高，高挡位间隔密度低。因此，功率差f(P)并不按照上面公式运算，而是采用内存存储查表法，这个表格中包含该炉具的所有挡位及每个挡位对应的挡位功率，称为功率设定值。

根据表格查找出每个挡位对应的功率设定值，再进行运算，即如下：

t_p＝K*f(P)＝K*(P_n+1-P_n) (3)

其中，K是满功率温度升温比例常数，对应不同规格的电灶，都有一个对应的参数值可以查表获得，其中，P_n+1为切换后挡位功率，P_n为切换前挡位功率。

步骤106，根据计算得到的满功率升温时间t_p，在满功率的情况下启动电灶的加热升温过程，直至达到满功率升温时间t_p，此时再按照切换后挡位功率P_n+1进行加热，直到达到切换后挡位功率P_n+1平衡温度；

步骤107，如果在步骤103时选择降低功率挡位，这表示需要进行降低温度烹调，系统直接根据切换后挡位功率P_n+1输出控制(当然，如果需要迅速降温，也可采用升温相同方法，将零功率输出替代满功率输出，持续时间算法同升温，仅调整K值即可)；

步骤108，结束按照切换后挡位功率P_n+1升温，系统退出运行，等待下一次指令输入。

上述过程中，步骤104是需要提高功率挡位的情况，即需要升温，根据功率调高变化幅度计算最大功率输出持续时间t_p，，t_pf>t_pd>t_pb。

请参考图1所示，b、d、f分别为本申请的方法控制下的设定功率为P1、P2和P3的温升曲线，其中，t_pf、t_pd和t_pb分别是调节功率升温对应功率P₃、P₂、P₁之下的满功率升温持续时间。这段时间就是功率设定挡位调高时的最大功率输出的时间，由于没有温度控制反馈，一般温度有超调现象出现，当然可以根据需要做到无超调升温过程，只要将满功率升温时间t_p的缩短便可。

下面，满功率升温时间t_p的数学模型计算举例说明：

一般情况下我们知道，电灶加热平衡温度和加热功率之间的关系呈正比关系，炉具设定功率越大，炉具工作平衡温度越高，即T℃∝P。炉温上升曲线在未达到平衡温度之前(特别是离平衡温度较大差值时)，温升曲线和加热时间函数之间呈线性关系，反应为图1中曲线a、c、e的线性关系。

为便于理解，假设电灶输出功率设定为9档，各档之间功率等差(ΔP)递增，那么可求得满功率持续时间：

t_p＝K*f(P)＝K*ΔP*(X_n+1-X_n) (3)

K为比例系数，X_n+1为此次设定挡位值，X_n为原挡位值，譬如：(X_n+1-X_n)就是9-3＝6，通过查找各个功率挡位对应的功率值表，可以从挡位值查出功率设定值，再进行运算：

t_p＝K*f(P)＝K*[(P_n+1)-(P_n)] (4)

Pn+1为这次设定功率值，Pn为上次功率设定值。

当f(P)为负值，t_p＝0，炉子直接按设定功率输出。

图3和4分别对比了本发明和传统控制方法下温升曲线。

如果以一个满功率输出为2000W的电灶为例，将电灶用传统方法从室温用一挡(70W)加温，达到一挡平衡温度102℃的90％91.8℃用时10′57″；而采用本发明的控制方法只需要28″，所用时间仅是传统方法的4.3％。

前面提供了对较佳实施例的描述，以使本领域内的任何技术人员可使用或利用本发明。对这些实施例的各种修改对本领域内的技术人员是显而易见的，可把这里所述的总的原理应用到其他实施例而不使用创造性。因而，本发明将不限于这里所示的实施例，而应依据符合这里所揭示的原理和新特征的最宽范围。

Claims (4)

1.一种加速炉具升温的控制方法，其特征在于，包括：

步骤一，输入并接收切换的挡位指令；

步骤二，判断所述挡位指令对应的变换是功率增加还是降低，若是功率增加，进入步骤三，若是功率降低，则转入步骤五；

步骤三，根据切换前后的功率差值计算满功率升温时间t_p，其中，

t_p＝K*f(P)＝K*(P_n+1-P_n)

其中，f(P)为功率差值，P_n为切换前挡位功率，P_n+1为切换后挡位功率，K为满功率温度升温比例常数；

步骤四，在满功率的情况下启动电灶的加热升温过程，直至达到所述满功率升温时间t_p，之后按照所述切换后挡位功率P_n+1进行加热，直到达到所述切换后挡位功率P_n+1的平衡温度；

步骤五，根据切换后挡位功率P_n+1输出控制信号；

步骤六，退出控制流程，返回步骤一。

2.根据权利要求1所述的加速炉具升温的控制方法，其特征在于，

所述步骤三中，切换后挡位功率P_n+1和切换前挡位功率P_n通过查表法获得，所述查表法的表格中包括所述炉具的所有挡位及各自对应的挡位功率。

3.根据权利要求1或2所述的加速炉具升温的控制方法，其特征在于，

所述挡位指令包括从起始挡位切换到最高挡位，或者从某个较低挡位切换到较高挡位，或者从较高挡位切换到较低挡位甚至起始挡位。

4.根据权利要求3所述的加速炉具升温的控制方法，其特征在于，

所述步骤三中，通过所述查表法获取所述满功率温度升温比例常数K。