CN114047275B - 一种色谱仪温度控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种色谱仪温度控制方法及装置，应用于色谱仪的温度控制系统。基于目标温度进行温度分区后，针对不同的温度分区采用控制效率更高的算法进行温度控制，可以适用于不同类型、不同配置、不同使用环境的色谱仪温度控制，使用范围广，也不需要人工对算法参数进行调整，并且随着对设备的不断使用，逐渐优化，形成匹配每个设备的温度控制算法，温度控制的效率更高。

Description

一种色谱仪温度控制方法及装置

技术领域

本发明涉及色谱仪温度控制技术领域，具体而言，涉及一种色谱仪温度控制方法及装置。

背景技术

色谱仪是指进行色谱分离分析用的装置，包括进样系统、检测系统、记录和数据处理系统、温控系统以及流动相控制系统等。在气相色谱中，温度是最重要的参数，色谱仪的温度将直接影响目标物质在色谱柱中的有效分离、检测器的灵敏度以及稳定性等。因此，对于色谱仪的温度控制，就显得尤为重要。PID控制由于其原理简单、使用方便、适用性强及鲁棒性强，经常被用于色谱仪的温度控制算法。但是常规PID算法其参数的设置，主要依靠人工设置的方法实现，不仅需要丰富的经验和技巧，而且十分费时。那么如何提供一种适用性更强、效率更高的温度控制方法，是目前亟待解决的问题。

发明内容

为了改善上述问题，本发明提供了一种色谱仪温度控制方法及装置。

本发明实施例的第一方面，提供了一种色谱仪温度控制方法，应用于色谱仪的温度控制系统，包括：

根据初始温度和目标温度确定升温区间；

根据所述升温区间，确定多个温度控制区，其中包含所述目标温度的温度控制区为中央控制区，与所述中央控制区相邻的温度控制区为常规控制区；

按预设的时间取样周期获取当前温度；

根据获取到的当前温度进行温度控制，当所述当前温度处于所述常规控制区内时，通过增量PID算法对温度进行控制；当所述当前温度处于所述中央控制区时，通过自适应PID算法对温度进行控制；当所述当前温度小于所述常规控制区时，控制加热模块以最大功率升温；当所述当前温度大于所述常规控制区时，控制加热模块停止工作；

记录整个温度控制过程的温度上升曲线以及加热模块运作功率曲线；

根据记录的数据调整所述自适应PID算法的控制参数；

根据记录的温度上升曲线调整温度控制区的确定方式。

可选地，所述根据记录的数据调整所述自适应PID算法的控制参数，具体的方式为：

根据所述温度上升曲线与理想温度曲线的差值、加热模块运作功率曲线以及加热模块最大运作功率值，分别计算得到对自适应PID算法的当前控制参数Kp、Ki、Kd的影响因子△Kp、△Ki、△Kd；

基于Kp、Ki、Kd和△Kp、△Ki、△Kd计算得到新的控制参数。

可选地，所述根据所述升温区间，确定多个温度控制区，具体的方式为：

按照设置的区间比例分别确定中央控制区和常规控制区，所述中央控制区的范围小于所述常规控制区，所述常规控制区分布于所述中央控制区的两侧。

可选地，根据记录的温度上升曲线调整温度控制区的确定方式，具体的方式为：

根据温度上升曲线的单调区间、振荡区间分别对中央控制区和常规控制区进行调整。

可选地，所述方法还包括：

根据预估的待测对象确定目标温度，根据所述目标温度确定与该目标温度对应的自适应PID算法的控制参数。

本发明实施例的第二方面，提供了一种色谱仪温度控制装置，应用于色谱仪的温度控制系统，包括：

温度确定模块，用于根据初始温度和目标温度确定升温区间；

温度分区模块，用于根据所述升温区间，确定多个温度控制区，其中包含所述目标温度的温度控制区为中央控制区，与所述中央控制区相邻的温度控制区为常规控制区；

周期取样模块，用于按预设的时间取样周期获取当前温度；

温度控制模块，用于根据获取到的当前温度进行温度控制，当所述当前温度处于所述常规控制区内时，通过增量PID算法对温度进行控制；当所述当前温度处于所述中央控制区时，通过自适应PID算法对温度进行控制；当所述当前温度小于所述常规控制区时，控制加热模块以最大功率升温；当所述当前温度大于所述常规控制区时，控制加热模块停止工作；

数据记录模块，用于记录整个温度控制过程的温度上升曲线以及加热模块运作功率曲线；

所述温度控制模块，还用于根据记录的数据调整所述自适应PID算法的控制参数；

所述温度分区模块，还用于根据记录的温度上升曲线调整温度控制区的确定方式。

可选地，所述温度控制模块包括PID算法子模块，

所述PID算法子模块用于：

根据所述温度上升曲线与理想温度曲线的差值、加热模块运作功率曲线以及加热模块最大运作功率值，分别计算得到对自适应PID算法的当前控制参数Kp、Ki、Kd的影响因子△Kp、△Ki、△Kd；

基于Kp、Ki、Kd和△Kp、△Ki、△Kd计算得到新的控制参数。

可选地，所述温度分区模块具体用于：

按照设置的区间比例分别确定中央控制区和常规控制区，所述中央控制区的范围小于所述常规控制区，所述常规控制区分布于所述中央控制区的两侧。

可选地，所述温度分区模块，根据记录的温度上升曲线调整温度控制区的确定方式，具体的方式为：

根据温度上升曲线的单调区间、振荡区间分别对中央控制区和常规控制区进行调整。

可选地，所述温度确定模块还用于：

根据预估的待测对象确定目标温度，根据所述目标温度确定与该目标温度对应的自适应PID算法的控制参数。

综上所述，本发明提供了一种色谱仪温度控制方法及装置，基于目标温度进行温度分区后，针对不同的温度分区采用控制效率更高的算法进行温度控制，可以适用于不同类型、不同配置、不同使用环境的色谱仪温度控制，使用范围广，也不需要人工对算法参数进行调整，并且随着对设备的不断使用，逐渐优化，形成匹配每个设备的温度控制算法，温度控制的效率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的色谱仪温度控制方法的应用场景示意图；

图2为本发明实施例的色谱仪温度控制方法的方法流程图；

图3为本发明另一实施例的色谱仪温度控制方法的方法流程图；

图4为本发明实施例的色谱仪温度控制装置的功能模块框图；

图5为本发明另一实施例的温度控制模块的功能模块框图。

图标：

载气系统100；分离系统200；检测和记录系统300；温度控制系统400；进样系统500；温度确定模块110；温度分区模块120；周期取样模块130；温度控制模块140；PID算法子模块141；数据记录模块150。

具体实施方式

色谱仪是指进行色谱分离分析用的装置，包括进样系统、检测系统、记录和数据处理系统、温控系统以及流动相控制系统等。在气相色谱中，温度是最重要的参数，色谱仪的温度将直接影响目标物质在色谱柱中的有效分离、检测器的灵敏度以及稳定性等。因此，对于色谱仪的温度控制，就显得尤为重要。PID控制由于其原理简单、使用方便、适用性强及鲁棒性强，经常被用于色谱仪的温度控制算法。但是常规PID算法其参数的设置，主要依靠人工设置的方法实现，不仅需要丰富的经验和技巧，而且十分费时。那么如何提供一种适用性更强、效率更高的温度控制方法，是目前亟待解决的问题。

鉴于此，基于目标温度进行温度分区后，针对不同的温度分区采用控制效率更高的算法进行温度控制，可以适用于不同类型、不同配置、不同使用环境的色谱仪温度控制，使用范围广，也不需要人工对算法参数进行调整，并且随着对设备的不断使用，逐渐优化，形成匹配每个设备的温度控制算法，温度控制的效率更高。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例

请参阅图1，本实施例提供的一种色谱仪温度控制方法的应用场景示意图。

如图1所示，色谱仪包括载气系统100、分离系统200、检测和记录系统300、温度控制系统400以及进样系统500，本发明提供的一种色谱仪温度控制方法，应用于色谱仪的温度控制系统400，温度控制系统400包括用于进行温度采样的温度传感器以及用于提升设备温度的加热模块。

在上述基础上，如图2所示，为本发明提供的色谱仪温度控制方法，该方法包括：

步骤S101,根据初始温度和目标温度确定升温区间。

初始温度指的是设备当前所处环境的环境温度，目标温度指的是期望达到的设备的工作温度。通过计算目标温度和初始温度的差值，即可确定需要进行升温的升温区间。

在实际的使用中，不同使用状态下或者不同类型的设备，其目标温度可能存在区别，常见的色谱仪为200℃、250℃或者300℃，而初始温度通常在20-30℃之间。例如，当初始温度为26℃、目标温度为250℃时，升温区间为26℃-250℃，需要提升温度224℃。

步骤S102，根据所述升温区间，确定多个温度控制区。其中包含所述目标温度的温度控制区为中央控制区，与所述中央控制区相邻的温度控制区为常规控制区。

温度控制区的设置，是为了提升温度控制的效率，对于不同的温度控制区，采用不同的温度控制算法。其中，中央控制区是指包含有目标温度的温度控制区，需要进行相对更精细的控制。对于中央控制区相邻的区域，控制的精度要求相对低一些，但是任然需要进行PID控制，因此将中央控制区相邻的温度控制区作为常规控制区。对于常规控制区以外的区域，则可以采用相对简单的控制方式，降低控制的复杂度。

作为本发明实施例的优选实施方式，为了进一步提升控制效率，常规控制区可以再次划分为多个，按照与目标温度差值大小，依次分为第一常规控制区、第二常规控制区等，对于不同的常规控制区，可以采用不同的PID控制算法。

一般来说中央控制区的范围相对较小，通常设置为以目标温度为中心，1-2℃的范围，常规控制区的位于中央控制区的两侧，通常设置的范围是中央控制区的5-10倍。以目标温度250℃为例，通常设置249℃-251℃为中央控制区，239℃-249℃、251℃-249℃为常规控制区。

步骤S103，按预设的时间取样周期获取当前温度。

时间取样周期和温度控制的精度相关联，时间取样周期越短、取样频率越高，控制的精度就越高，时间取样周期的设置，可以是固定的，即一直使用同一个时间取样周期进行取样。也可以是分区间设置，根据已经确定的温度控制区，当前温度处于不同的温度控制区时，采用不同的时间取样周期。为了提高效率，中央控制区的时间取样周期小于常规控制区，常规控制区的时间取样周期小于其他区域。

步骤S104，根据获取到的当前温度进行温度控制。

当所述当前温度处于所述常规控制区内时，通过增量PID算法对温度进行控制；当所述当前温度处于所述中央控制区时，通过自适应PID算法对温度进行控制；当所述当前温度小于所述常规控制区时，控制加热模块以最大功率升温；当所述当前温度大于所述常规控制区时，控制加热模块停止工作。

设备开始启动工作以后，通过温度传感器不断的取样检测，确定当前温度，然后使用相应的控制方法。设备刚启动时，当前温度距离目标温度较远，可以控制加热模块以最大功率升温，加快升温速度。当进入常规控制区内时，就通过常规的增量PID算法对温度进行控制。常规的增量PID算法的控制参数，可以根据设备的情况预先进行设置。当前温度逐渐上升，进入中央控制区后，需要进行非常精密的控制，因此采用自适应PID算法对温度进行控制，自适应PID算法的初始控制参数可以预先设置，随着不断的使用，根据设备使用情况的反馈，对自适应PID算法的控制参数进行调整，是的自适应PID算法的控制参数，与设备的实际情况、使用环境逐渐匹配。由于温度的上升反馈有一定的滞后性，因此当前温度逐渐上升可能会超过目标温度，甚至超过常规控制区的温度，此时即可直接控制加热模块停止工作。

随着温度控制的不断进行，最终设备温度稳定在目标温度上。一般来说，通过温度传感器取样获取的当前温度不是一直正好等于目标温度，而是以目标温度为中心，在一个非常小的区间范围内波动，这个区间的大小可能是0.05-0.1℃，此时仍然需要持续的进行温度控制，保证当前温度持续处于该区间内，直到设备本次使用完成。

步骤S105，记录整个温度控制过程的温度上升曲线以及加热模块运作功率曲线。

当设备一次使用完成后，对整个使用过的温度上升曲线以及加热模块运作功率曲线进行记录，计算两者之间的关系，用于调整温度控制区的确定方式，以及对自适应PID算法的控制参数进行动态调整。

采用这样的方式，每一次设备使用完成之后，其温度控制区的确定方式以及自适应PID算法，都会根据使用情况的反馈，优化一次。随着谁被的不断使用，最终得到匹配该设备的控制策略。

步骤S106，根据记录的数据调整所述自适应PID算法的控制参数

当设备一次使用完成后，对整个使用过的温度上升曲线以及加热模块运作功率曲线进行记录，计算两者之间的关系，用于对自适应PID算法的控制参数进行动态调整，使得自适应PID算法的控制参数逐渐更加的准确和合理。

步骤S107，根据记录的温度上升曲线调整温度控制区的确定方式

温度控制区的划分，主要是和温度上升曲线相关，根据温度上升曲线中呈现的明显分区或者规律，适应性的调整温度控制区的划分，可以进一步提升控制的效率。

综上所述，本实施例提供的色谱仪温度控制方法，基于目标温度进行温度分区后，针对不同的温度分区采用控制效率更高的算法进行温度控制，可以适用于不同类型、不同配置、不同使用环境的色谱仪温度控制，使用范围广，也不需要人工对算法参数进行调整，并且随着对设备的不断使用，逐渐优化，形成匹配每个设备的温度控制算法，温度控制的效率更高。

如图3所示，本发明另一实施例的色谱仪温度控制方法，应用于色谱仪的温度控制系统400，该方法包括：

步骤S201，根据预估的待测对象确定目标温度。

在使用色谱仪时，对于不同的待测对象或者分析对象，其工作时需要的最佳温度，即目标温度会有不同。同时，受色谱仪型号、性能的影响，不同色谱仪在使用时的目标温度也会有不同。因此在色谱仪使用之前，可以根据历史的使用情况，预估待测对象，确定目标温度。也可以提前设置好固定的目标温度。

步骤S202，根据初始温度和目标温度确定升温区间。

对于不同的目标温度，采用不同方式划分的升温区间，能进一步提高控制效率。对于同一个设备，确定了目标温度以后，基于目标温度再确定对应该目标温度的升温区间。例如，某设备A，当其目标温度为200℃时，其中央控制区为199-201℃，常规控制区为194-199℃、201-205℃；当其目标温度为300℃时，其中央控制区为299-301℃，常规控制区为189-199℃、201-211℃。

作为本发明实施例的优选实施方式，不同目标温度下对应的升温区间划分方式不同；不同目标温度下对应的升温区间，会基于每次设备运行的结果进行调整；每次设备运行之前，会根据之前的调整结果，选择与目标温度对应且最优的升温区间划分方式，来确定升温区间。

步骤S203，根据所述升温区间，确定多个温度控制区。其中包含所述目标温度的温度控制区为中央控制区，与所述中央控制区相邻的温度控制区为常规控制区。

步骤S204，按预设的时间取样周期获取当前温度。

根据获取到的当前温度进行温度控制，当所述当前温度处于所述常规控制区内时，通过增量PID算法对温度进行控制；当所述当前温度处于所述中央控制区时，通过自适应PID算法对温度进行控制；当所述当前温度小于所述常规控制区时，控制加热模块以最大功率升温；当所述当前温度大于所述常规控制区时，控制加热模块停止工作。

步骤S205，根据所述目标温度确定与该目标温度对应的自适应PID算法的控制参数，根据获取到的当前温度进行温度控制。

对于不同的目标温度，其自适应PID算法采用不同的控制参数，能进一步提高控制效率。对于同一个设备，确定了目标温度以后，基于目标温度再确定对应该目标温度的自适应PID算法的控制参数。

作为本发明实施例的优选实施方式，不同目标温度下对应的自适应PID算法的控制参数不同；不同目标温度下对应的自适应PID算法的控制参数，会基于每次设备运行的结果进行调整；每次设备运行之前，会根据之前的调整结果，选择与目标温度对应且最优的自适应PID算法的控制参数，来进行温度控制。

例如，当目标温度确定为250℃时，会选择对应该设备对应目标温度250℃的自适应PID算法的控制参数，来进行进行温度控制。当该次运行结束之后，会对该设备目标温度确定为250℃时的自适应PID算法的控制参数进行动态优化，下次再确定目标温度为250℃时，就使用优化过的对应250℃时的自适应PID算法的控制参数，来进行温度控制。当再下一次目标温度确定为300℃时，则使用的是对应300℃时的自适应PID算法的控制参数，以此类推。

步骤S206，记录整个温度控制过程的温度上升曲线以及加热模块运作功率曲线。

步骤S207，根据所述温度上升曲线与理想温度曲线的差值、加热模块运作功率曲线以及加热模块最大运作功率值，分别计算得到对自适应PID算法的当前控制参数Kp、Ki、Kd的影响因子△Kp、△Ki、△Kd；基于Kp、Ki、Kd和△Kp、△Ki、△Kd计算得到新的控制参数

色谱仪的工作运行对于温度非常敏感，因此在控制温度时，其他可能对温度产生影响的变量，也需要尽可能的考虑。对于色谱仪来说，不同型号的内部空间、加热模块瞬时输出功率、最大输出功率都会有一定的差别，即使是对于相同型号的设备，由于加工精度、使用环境的不同，也都可能会产生一定的影响。因此，对于每一台色谱仪，都需要一个与之使用情况匹配的PID控制算法。

作为本发明实施例的优选实施方式，通过温度上升曲线、加热模块运作功率曲线以及加热模块最大运作功率值，可以计算出本台设备，其加热模块工作时，输出功率与当前温度的温度传递函数，再结合实际记录的温度上升曲线，与理想温度曲线的差值，进行拟合，即可计算得到自适应PID算法的当前控制参数Kp、Ki、Kd，需要进行调整的范围，即影响因子△Kp、△Ki、△Kd。然后在原控制参数Kp、Ki、Kd的基础上，加入影响因子的修正，即可得到新的对某个目标温度的控制参数。当色谱仪下次运行，使用自适应PID算法进行温度控制时，就采用新的控制参数。

步骤S208，根据温度上升曲线的单调区间、振荡区间分别对中央控制区和常规控制区进行调整。

温度上升曲线可以划分为单调上升区间和振荡区间，在单调上升区间内，温度持续上升，但是温度上升曲线的斜率会发生变化。在振荡区间内，温度值会反复振荡。根据温度上升曲线的斜率的值，确定常规控制区的开始位置，根据振荡区间的大小，确定中央控制区的范围。

作为本发明实施例的优选实施方式，基于设备加热模块的输出功率，可以预先设定，用于确定常规控制区开始位置的温度上升曲线斜率阈值，当温度上升曲线斜率小于该值时，设置常规控制区开始位置；还可以，预先设置用于确定中央控制区开始位置的振荡幅度阈值，当振荡幅度小于阈值时，设置中央控制区开始位置，并以目标温度为中心，确定中央控制区，然后再以此确定所有的常规控制区。通过每次设备运行后记录的温度上升曲线调整下一次使用时的温度控制区划分方式。各项阈值的设置，也可以在实际的使用中，随着其他环境变量的改变而灵活调整。

综上，本实施例提供的色谱仪温度控制方法，基于目标温度进行温度分区后，针对不同的温度分区采用控制效率更高的算法进行温度控制，可以适用于不同类型、不同配置、不同使用环境的色谱仪温度控制，使用范围广，也不需要人工对算法参数进行调整，并且随着对设备的不断使用，逐渐优化，形成匹配每个设备的温度控制算法，温度控制的效率更高。

如图4所示，本发明实施提供的色谱仪温度控制装置，应用于色谱仪的温度控制系统400，包括：

温度确定模块110，用于根据初始温度和目标温度确定升温区间；

温度分区模块120，用于根据所述升温区间，确定多个温度控制区，其中包含所述目标温度的温度控制区为中央控制区，与所述中央控制区相邻的温度控制区为常规控制区；

周期取样模块130，用于按预设的时间取样周期获取当前温度；

温度控制模块140，用于根据获取到的当前温度进行温度控制，当所述当前温度处于所述常规控制区内时，通过增量PID算法对温度进行控制；当所述当前温度处于所述中央控制区时，通过自适应PID算法对温度进行控制；当所述当前温度小于所述常规控制区时，控制加热模块以最大功率升温；当所述当前温度大于所述常规控制区时，控制加热模块停止工作；

数据记录模块150，用于记录整个温度控制过程的温度上升曲线以及加热模块运作功率曲线；

所述温度控制模块140，还用于根据记录的数据调整所述自适应PID算法的控制参数；

所述温度分区模块120，还用于根据记录的温度上升曲线调整温度控制区的确定方式。

如图5所示，作为本发明实施例优选实施方式：

所述温度控制模块140包括PID算法子模块141，所述PID算法子模块141用于：

根据所述温度上升曲线与理想温度曲线的差值、加热模块运作功率曲线以及加热模块最大运作功率值，分别计算得到对自适应PID算法的当前控制参数Kp、Ki、Kd的影响因子△Kp、△Ki、△Kd；

基于Kp、Ki、Kd和△Kp、△Ki、△Kd计算得到新的控制参数。

可选地，所述温度分区模块120具体用于：

按照设置的区间比例分别确定中央控制区和常规控制区，所述中央控制区的范围小于所述常规控制区，所述常规控制区分布于所述中央控制区的两侧。

可选地，所述温度分区模块120，根据记录的温度上升曲线调整温度控制区的确定方式，具体的方式为：

根据温度上升曲线的单调区间、振荡区间分别对中央控制区和常规控制区进行调整。

可选地，所述温度确定模块110还用于：

根据预估的待测对象确定目标温度，根据所述目标温度确定与该目标温度对应的自适应PID算法的控制参数。

本发明实施例提供的色谱仪温度控制装置，用于实现上述色谱仪温度控制方法，因此具体实施方式与上述方法相同，在此不再赘述。

综上所述，本发明提供了一种色谱仪温度控制方法及装置，基于目标温度进行温度分区后，针对不同的温度分区采用控制效率更高的算法进行温度控制，可以适用于不同类型、不同配置、不同使用环境的色谱仪温度控制，使用范围广，也不需要人工对算法参数进行调整，并且随着对设备的不断使用，逐渐优化，形成匹配每个设备的温度控制算法，温度控制的效率更高。

在本申请所公开的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (8)

1.一种色谱仪温度控制方法，应用于色谱仪的温度控制系统，其特征在于，包括：

根据初始温度和目标温度确定升温区间；

根据所述升温区间，确定多个温度控制区，其中包含所述目标温度的温度控制区为中央控制区，与所述中央控制区相邻的温度控制区为常规控制区；

按预设的时间取样周期获取当前温度；

根据获取到的当前温度进行温度控制，当所述当前温度处于所述常规控制区内时，通过增量PID算法对温度进行控制；当所述当前温度处于所述中央控制区时，通过自适应PID算法对温度进行控制；当所述当前温度小于所述常规控制区时，控制加热模块以最大功率升温；当所述当前温度大于所述常规控制区时，控制加热模块停止工作；

记录整个温度控制过程的温度上升曲线以及加热模块运作功率曲线；

根据记录的数据调整所述自适应PID算法的控制参数；

根据记录的温度上升曲线调整温度控制区的确定方式；

所述根据记录的数据调整所述自适应PID算法的控制参数，具体的方式为：

根据所述温度上升曲线与理想温度曲线的差值、加热模块运作功率曲线以及加热模块最大运作功率值，分别计算得到对自适应PID算法的当前控制参数Kp、Ki、Kd的影响因子△Kp、△Ki、△Kd；

基于Kp、Ki、Kd和△Kp、△Ki、△Kd计算得到新的控制参数。

2.根据权利要求1所述的色谱仪温度控制方法，其特征在于，所述根据所述升温区间，确定多个温度控制区，具体的方式为：

按照设置的区间比例分别确定中央控制区和常规控制区，所述中央控制区的范围小于所述常规控制区，所述常规控制区分布于所述中央控制区的两侧。

3.根据权利要求2所述的色谱仪温度控制方法，其特征在于，根据记录的温度上升曲线调整温度控制区的确定方式，具体的方式为：

根据温度上升曲线的单调区间、振荡区间分别对中央控制区和常规控制区进行调整。

4.根据权利要求1-3任一所述的色谱仪温度控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据预估的待测对象确定目标温度，根据所述目标温度确定与该目标温度对应的自适应PID算法的控制参数。

5.一种色谱仪温度控制装置，应用于色谱仪的温度控制系统，其特征在于，包括：

温度确定模块，用于根据初始温度和目标温度确定升温区间；

温度分区模块，用于根据所述升温区间，确定多个温度控制区，其中包含所述目标温度的温度控制区为中央控制区，与所述中央控制区相邻的温度控制区为常规控制区；

周期取样模块，用于按预设的时间取样周期获取当前温度；

温度控制模块，用于根据获取到的当前温度进行温度控制，当所述当前温度处于所述常规控制区内时，通过增量PID算法对温度进行控制；当所述当前温度处于所述中央控制区时，通过自适应PID算法对温度进行控制；当所述当前温度小于所述常规控制区时，控制加热模块以最大功率升温；当所述当前温度大于所述常规控制区时，控制加热模块停止工作；

数据记录模块，用于记录整个温度控制过程的温度上升曲线以及加热模块运作功率曲线；

所述温度控制模块，还用于根据记录的数据调整所述自适应PID算法的控制参数；

所述温度分区模块，还用于根据记录的温度上升曲线调整温度控制区的确定方式；

所述温度控制模块包括PID算法子模块，

所述PID算法子模块用于：

根据所述温度上升曲线与理想温度曲线的差值、加热模块运作功率曲线以及加热模块最大运作功率值，分别计算得到对自适应PID算法的当前控制参数Kp、Ki、Kd的影响因子△Kp、△Ki、△Kd；

基于Kp、Ki、Kd和△Kp、△Ki、△Kd计算得到新的控制参数。

6.根据权利要求5中所述的色谱仪温度控制装置，其特征在于，所述温度分区模块具体用于：

按照设置的区间比例分别确定中央控制区和常规控制区，所述中央控制区的范围小于所述常规控制区，所述常规控制区分布于所述中央控制区的两侧。

7.根据权利要求6所述的色谱仪温度控制装置，其特征在于，所述温度分区模块，根据记录的温度上升曲线调整温度控制区的确定方式，具体的方式为：

根据温度上升曲线的单调区间、振荡区间分别对中央控制区和常规控制区进行调整。

8.根据权利要求5-7任一所述的色谱仪温度控制装置，其特征在于，所述温度确定模块还用于：

根据预估的待测对象确定目标温度，根据所述目标温度确定与该目标温度对应的自适应PID算法的控制参数。

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