CN114859992A - 一种温度控制方法及相关装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种温度控制方法，包括采集温度值；根据采集的所述温度值与设定值判断温度控制器的温度控制状态是否发生变化；若所述温度控制状态发生变化，则将所述温度控制器的输出值置为零，并在将所述温度控制器的输出值置为零后，根据所述设定值与采集的所述温度值通过PID算法计算得到所述温度控制器的输出值并输出；判断采集的所述温度值是否满足温度偏差收敛条件；若所述温度值不满足温度偏差收敛条件，则调节所述PID算法中的积分环节，直至所述温度值满足所述温度偏差收敛条件。该方法能够准确快速的调整温度。本申请还公开了一种温度控制装置、设备以及计算机可读存储介质，均具有上述技术效果。
Description
技术领域
本申请涉及温度控制技术领域，特别涉及一种温度控制方法；还涉及一种温度控制装置、设备以及计算机可读存储介质。
背景技术
温度控制是生活及生产中最为重要的技术之一。温度控制广泛应用于社会生活的各个方面，如家电、汽车、材料、电力电子、生物化学反应等，几乎没有不要求温度检测与控制的生产过程与科学研究。
温度控制根据不同的分类方法可以分为不同的类型，其中按照操作途径可以分为手动控制、自动控制；按照原理可以分为位式、PID、模糊控制等；按照不同的控制对象又可以分为连续控制与断续控制。各种控制方法各有优点与缺点。而无论哪种控制类型，其调节的根本均在于实现能量的平衡，精准的测量、合理的温度控制方式及控制策略是实现快速高效温度控制的有效途径。如何准确快速的调整温度已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种温度控制方法，能够准确快速的调整温度，使温度快速达到并稳定于目标大小。本申请的另一个目的是提供一种温度控制装置、设备以及计算机可读存储介质，均具有上述技术效果。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种温度控制方法，包括：
采集温度值；
根据采集的所述温度值与设定值判断温度控制器的温度控制状态是否发生变化；
若所述温度控制状态发生变化，则将所述温度控制器的输出值置为零，并在将所述温度控制器的输出值置为零后，根据所述设定值与采集的所述温度值通过PID算法计算得到所述温度控制器的输出值并输出；
判断采集的所述温度值是否满足温度偏差收敛条件；
若所述温度值不满足温度偏差收敛条件，则调节所述PID算法中的积分环节，直至所述温度值满足所述温度偏差收敛条件。
可选的，所述判断采集的所述温度值是否满足温度偏差收敛条件包括：
计算采集的所述温度值与所述设定值的差值，以及相邻采集时刻所采集的所述温度值的差值的偏差；
在采集的所述温度值与所述设定值的差值小于第一预设阈值的条件下，判断采集的所述温度值与所述设定值的差值是否大于第二预设阈值，且所述偏差是否小于第三预设阈值；所述第一预设阈值大于所述第二预设阈值；
若采集的所述温度值与所述设定值的差值大于所述第二预设阈值，且所述偏差小于所述第三预设阈值，则采集的所述温度值满足温度偏差收敛条件。
可选的，所述根据所述设定值与采集到的所述温度值通过PID算法计算得到所述温度控制器的输出值包括：
根据公式：
其中，Mout表示温度控制器的输出值，Mmax表示温度控制器的最大输值，Ts表示所述设定温度，T0表示设定所述设定温度时的实际温度值；Tt-2表示t-2时刻采样的温度值，Tt-1表示t-1时刻采集的温度值，Tt表示t时刻采样的温度值，Kp表示比例系数，Ki表示积分系数，Kd表示微分例系数，Kit表示t时刻的积分项变化率，Kid表示积分与微分预取系数。
可选的，所述调整温度控制器的输出计算公式中的积分环节包括：
根据Kit＝Kit+ΔKt调节所述t时刻的积分项变化率；
根据公式Ki＝(1+Kit)*Ki调节所述积分系数；
其中，ΔKt表示调节变化量。
可选的，所述判断采集的所述温度值是否满足温度偏差收敛条件前还包括：
根据所述温度控制器的输出值判断所述温度控制器的实际温度控制状态与目标温度控制状态是否一致，以及预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值是否超出第四预设阈值；
若温度控制器的实际温度控制状态与目标温度控制状态不一致和/或预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值超出所述第四预设阈值，则将温度控制器输出值置为零；
若温度控制器的温度控制状态与目标温度控制状态一致且预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值未超出所述第四预设阈值，则判断所采集的所述温度值是否满足温度偏差收敛条件。
可选的，所述根据所述温度控制器的输出值判断所述温度控制器的实际温度控制状态与目标温度控制状态是否一致，以及预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值是否超出第四预设阈值前还包括：
判断所述设定值是否超出设定阈值；
若所述设定值未超出设定阈值，则根据所述温度控制器的输出值判断所述温度控制器的实际温度控制状态与目标温度控制状态是否一致，以及预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值是否超出所述第四预设阈值；
若所述设定值超出设定阈值，则判断所述温度控制器的输出值是否达到最大值；
若所述温度控制器的输出值达到所述最大值，根据所述温度控制器的输出值判断所述温度控制器的实际温度控制状态与目标温度控制状态是否一致，以及预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值是否超出所述第四预设阈值；
若所述温度控制器的输出值未达到所述最大值，则将所述温度控制器的输出值置为所述最大值，并在将所述温度控制器的输出值置为所述最大值后根据所述温度控制器的输出值判断所述温度控制器的实际温度控制状态与目标温度控制状态是否一致，以及预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值是否超出所述第四预设阈值。
可选的，所述根据采集的所述温度值与设定值判断温度控制状态是否发生变化前还包括；
判断所述设定值是否发生变化；
若所述设定值发生变化，则根据采集的所述温度值与所述设定值判断温度控制状态是否发生变化；
若所述设定值未发生变化，则判断所述设定值是否超出设定阈值。
为解决上述技术问题，本申请还提供了一种温度控制装置，包括：
采集模块，用于采集温度值；
第一判断模块，用于根据采集的所述温度值与设定值判断温度控制器的温度控制状态是否发生变化；
计算模块，用于若所述温度控制状态发生变化，则将所述温度控制器的输出值置为零，并在将所述温度控制器的输出值置为零后，根据所述设定值与采集的所述温度值通过PID算法计算得到所述温度控制器的输出值并输出；
第二判断模块，用于判断采集的所述温度值是否满足温度偏差收敛条件；
调节模块，用于若所述温度值不满足温度偏差收敛条件，则调节所述PID算法中的积分环节，直至所述温度值满足所述温度偏差收敛条件。
为解决上述技术问题，本申请还提供了一种温度控制设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上任一项所述的温度控制方法的步骤。
为解决上述技术问题，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的温度控制方法的步骤。
本申请所提供的温度控制方法，包括：采集温度值；根据采集的所述温度值与设定值判断温度控制器的温度控制状态是否发生变化；若所述温度控制状态发生变化，则将所述温度控制器的输出值置为零，并在将所述温度控制器的输出值置为零后，根据所述设定值与采集的所述温度值通过PID算法计算得到所述温度控制器的输出值并输出；判断采集的所述温度值是否满足温度偏差收敛条件；若所述温度值不满足温度偏差收敛条件，则调节所述PID算法中的积分环节，直至所述温度值满足所述温度偏差收敛条件。
可见，本申请所提供的温度控制方法，当温度控制状态发生变化时，即由加热状态变为制冷状态或由制冷状态变为加热状态时，首先将温度控制器的输出值置为零，并在将温度控制器的输出值置为零后，输出实际计算所得的输出值，使执行装置准确动作，达到快速温控的效果。另外，本申请在温度值不满足温度偏差收敛条件时，对PID算法中的积分环节进行调节，由此可以使温度迅速达到稳定状态。并且本申请所提供的温度控制方法适用范围广，适用于多种温度控制理论。同时，该方法的实现成本低、可靠性高，可应用于单片机、DSP、ARM等器件。
本申请所提供的温度控制装置、设备以及计算机可读存储介质均具有上述技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种温度控制方法的流程示意图；
图2为本申请实施例所提供的另一种温度控制方法的流程示意图；
图3为本申请实施例所提供的一种温度控制装置的示意图；
图4为本申请实施例所提供的一种温度控制设备的示意图。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种温度控制方法，能够准确快速的调整温度，使温度快速达到并稳定于目标大小。本申请的另一个核心是提供一种温度控制装置、设备以及计算机可读存储介质，均具有上述技术效果。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种温度控制方法的流程示意图，参考图1所示，该方法主要包括：
S101：采集温度值；
具体的，通过温度传感器，如PT1000等采集实际的温度值，并通过AD转换器将采集的模拟量的温度值转换为数字量的温度值，进一步对转换后的数字量的温度值进行数字滤波，得到用于后续分析的温度值。
S102：根据采集的所述温度值与设定值判断温度控制器的温度控制状态是否发生变化；
具体的，温度控制器的设定值表征所需达到的温度值。温度控制状态发生变化是指由加热状态变为制冷状态，或者由制冷状态变为加热状态。若采集的实际的温度值低于当前的设定值，表示当前的温度控制状态为加热状态，相返，所采集的实际的温度值高于当前的设定值，表示当前的温度控制状态为制冷状态。如果原来的温度控制状态与当前的温度控制状态一致，即同为加热或同为制冷，则温度控制状态没有发生变化，如果原来的温度控制状态与当前的温度控制状态不一致，则温度控制状态发生变化。
S103：若温度控制状态发生变化，则将温度控制器的输出值置为零，并在将温度控制器的输出值置为零后，根据所述设定值与采集到的所述温度值通过PID算法计算得到所述温度控制器的输出值并输出；
具体的，当温度控制状态发生变化，此时若温度控制器的输出值不为零，则首先将温度控制器的输出值递减为零，并在将温度控制器的输出值置为零后，温度控制器根据设定值与采集到的温度值通过PID算法计算得到温度控制器的输出值，并输出到执行装置。其中温度控制器与执行装置之间通过功率驱动芯片连接。执行装置可为TEC、加热丝等，温度控制器可以为单片机等。
若温度控制状态没有发生变化，则直接根据所述设定值与采集到的所述温度值通过PID算法计算得到所述温度控制器的输出值并输出。
其中，作为一种具体的实施方式，根据设定值与采集到的温度值通过PID算法计算得到温度控制器的输出值的方式可以为：根据公式：
计算得到所述温度控制器的输出值；
其中，Mout表示温度控制器的输出值，Mmax表示温度控制器的最大输值，Ts表示所述设定温度，T0表示设定所述设定温度时的实际温度值；Tt-2表示t-2时刻采样的温度值，Tt-1表示t-1时刻采集的温度值，Tt表示t时刻采样的温度值，Kp表示比例系数，Ki表示积分系数，Kd表示微分例系数，Kit表示t时刻的积分项变化率，Kid表示积分与微分预取系数。上式中t0表示初始时刻，t1表示1时刻，tt表示t时刻。
其中，如果
则Kid为0，否则Kid为1。
本实施例中，将设定温度与比例系数联系起来，能够获得更快的初始启动速度，同时配合比例、积分与微分项，能够使温度控制器具有更快的温度调整速度。
S104：在所述加热装置依据所述温度控制器的输出值执行相应动作的过程中，判断所采集的所述温度值是否满足温度偏差收敛条件；
S105：若所述温度值不满足温度偏差收敛条件，则调节所述PID算法中的积分环节，直至所述温度值满足温度偏差收敛条件。
具体的，温度控制器计算得到并输出的输出值，控制加热装置加热或制冷的过程中，实时采集温度值，并判断实际的温度值是否满足温度偏差收敛条件。若满足温度偏差收敛条件，则表明温度已达到要求，相反，若不满足偏差收敛条件，则表明温度还未达到要求，故在温度值不满足温度偏差收敛条件，则调节所述PID算法中的积分环节，直至所述温度值满足温度偏差收敛条件的情况下，对PID算法中的积分环节进行调节，直至温度值满足温度偏差收敛条件。
其中，在一种具体的实施方式中，判断所采集的所述温度值是否满足温度偏差收敛条件的方式为：
计算采集的所述温度值与所述设定值的差值，以及相邻采集时刻所采集的所述温度值的差值的偏差；
在采集的所述温度值与所述设定值的差值小于第一预设阈值的条件下，判断采集的所述温度值与所述设定值的差值是否大于第二预设阈值，且所述偏差是否小于第三预设阈值；所述第一预设阈值大于所述第二预设阈值；
若采集的所述温度值与所述设定值的差值大于所述第二预设阈值，且所述偏差小于所述第三预设阈值，则所采集的所述温度值满足温度偏差收敛条件。
具体而言，以ΔTt表示t时刻采集的温度值与t+1时刻采集的温度值的差值；以ΔTt+1表示t+1时刻采集的温度值与t+2时刻采集的温度值的差值。
在t时刻采集的温度值与设定值的差值小于第一预设阈值的情况下，例如|Tt-Ts|<0.1℃的情况下，若在t时刻采集的温度值与设定值的差值大于第二预设阈值，例如|Ts-Tt|>0.03℃，且|ΔTt-(ΔTt+1)|小于第三预设阈值，例如|ΔTt-(ΔTt+1)|<0.02℃，则满足温度偏差收敛条件。反之，若采集的所述温度值与所述设定值的差值大于所述第二预设阈值与所述偏差小于所述第三预设阈值不能同时满足，则不满足温度偏差收敛条件。
另外，在一种具体的实施方式中，调整温度控制器的输出计算公式中的积分环节包括：根据Kit＝Kit+ΔKt调节t时刻的积分项变化率；根据公式Ki＝(1+Kit)*Ki调节积分系数；其中，ΔKt表示调节变化量。
上式中，等号左边的为本次调节后的数值，等号右边的为本次调节前的数值，ΔKt为预先设定的定值。Ki＝(1+Kit)*Ki中，等号右边的Kit为本次调节后值。
另外，若预设时间内，例如3s内连续采集到的温度值与设定值的差值的均值小于第二预设阈值，则此时，根据Kit＝Kit-ΔKt，Ki＝(1+Kit)*Ki，调节Kit与Ki。
进一步，在上述实施例的基础上，作为一种具体的实施方式，判断所采集的所述温度值是否满足温度偏差收敛条件前还包括：
根据所述温度控制器的输出值判断所述温度控制器的实际温度控制状态与目标温度控制状态是否一致，以及预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值是否超出第四预设阈值；
若温度控制器的实际温度控制状态与目标温度控制状态不一致和/或预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值超出所述第四预设阈值，则将温度控制器输出值置为零；
若温度控制器的温度控制状态与目标温度控制状态一致且预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值未超出所述第第四预设阈值，则判断所采集的所述温度值是否满足温度偏差收敛条件。
具体而言，本实施例在判断所采集的所述温度值是否满足温度偏差收敛条件前首先判断温度控制是否发生超时与错误。温度控制器的实际温度控制状态与目标温度控制状态不一致，表明发生错误。预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值超出第四预设阈值，表明发生超时。例如，当t时刻温度|Tt-Ts|<0.1时，在t+3s时间内采集到温度值与设定值的差值的均值超过0.1，则表明超时。
对于双向温度控制器，若在一定时间内，例如3s内其加热或制冷状态与控制器实际控制方向不匹配则认为发生错误。
如果发生超时或错误中的任意一种，则返回步骤S103，将温度控制器的输出值置零。如果没有发生超时与错误，则向下执行判断所采集的所述温度值是否满足温度偏差收敛条件及后续步骤。
进一步，在上述实施例的基础上，作为一种具体的实施方式，所述根据所述温度控制器的输出值判断所述温度控制器的实际温度控制状态与目标温度控制状态是否一致，以及预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值是否超出第四预设阈值前还包括：
判断所述设定值是否超出设定阈值；
若所述设定值未超出设定阈值，则根据所述温度控制器的输出值判断所述温度控制器的实际温度控制状态与目标温度控制状态是否一致，以及预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值是否超出第四预设阈值；
若所述设定值超出设定阈值，则判断所述温度控制器的输出值是否达到最大值；
若所述温度控制器的输出值达到所述最大值，根据所述温度控制器的输出值判断所述温度控制器的实际温度控制状态与目标温度控制状态是否一致，以及预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值是否超出第四预设阈值；
若所述温度控制器的输出值未达到所述最大值，则将所述温度控制器的输出值置为所述最大值，并在将所述温度控制器的输出值置为所述最大值后根据所述温度控制器的输出值判断所述温度控制器的实际温度控制状态与目标温度控制状态是否一致，以及预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值是否超出第四预设阈值。
具体而言，本实施例在判断是否发生超时与错误前，首先判断温度控制器的设定值是否超出设定阈值，即判断温度控制器是否溢出，并在温度控制器溢出时，进一步判断此时温度控制器的输出值是否达到最大值。如果温度控制器的输出值达到最大值，则直接进行后续判断是否发生超时与错误的步骤，如果温度控制器的输出值没有达到最大值，在将温度控制器的输出值逐步或立即设定为最大值后，再进行后续判断是否发生超时与错误的步骤。
以ΔMout表示控制器输出值递增/递减量，Nm表示控制器调整状态步数；
计算M0时刻ΔMout：ΔMout＝M0/Nm；若|Mout+ΔMout|<|Mmax|，则Mout＝Mout+ΔMout，即再将温度控制器的输出值增加ΔMout；否则，Mout＝Mmax，即温度控制器的输出值达到最大。
进一步，在上述实施例的基础上，作为一种具体的实施方式，所述根据采集的所述温度值与设定值判断温度控制状态是否发生变化前还包括；
判断所述设定值是否发生变化；若所述设定值发生变化，则执行根据采集的所述温度值与所述设定值判断温度控制状态是否发生变化的步骤以及此判定步骤的后续；若所述设定值未发生变化，则直接执行判定温度控制器是否溢出的步骤及此判定步骤的后续步骤。
参考图2，以下为本申请所提供的一种具体的实施例：
S201：将采集的温度值由模拟量转换为数字量，并对转换后的温度值进行数字滤波；
S202：判断温度控制器的设定值是否发生变化，若发生变化则执行步骤S203，若没有发生变化，则执行步骤S206；
S203：判断温度控制状态是否发生变化，若发生变化，则执行步骤S204；若没有发生变化，则执行步骤S206；
S204：判断温度控制器的输出值是否为零；若不为零，则执行步骤S205，若为零，则执行步骤S206；
S205：初始化温度控制器与校准器，将温度控制器的输出值置零；
S206：判断温度控制器是否溢出，若溢出，则执行步骤S207，若没有溢出，则执行步骤S209；
S207：判断温度控制器的输出值是否达到最大，即判断温度控制器是否满负荷运行；若温度控制器满负荷运行，则执行步骤S209，若温度控制器不满负荷运行，则执行步骤S208；
S208：将温度控制器设为满负荷运行；
S209：判断是否发生超时或错误；若发生超时或错误，则执行步骤S205，若没有发生错误，则执行步骤S210；
S210：判断温度值是否满足温度偏差收敛条件；若满足温度偏差收敛条件，则结束，若不满足温度偏差收敛条件，则执行步骤S211；
S211：调整积分环节。
综上所述，本申请所提供的温度控制方法，当温度控制状态发生变化时，即由加热状态变为制冷状态或由制冷状态变为加热状态时，首先将温度控制器的输出值置为零，并在将温度控制器的输出值置为零后，输出实际计算所得的输出值，使执行装置准确动作，达到快速温控的效果。另外，本申请在温度值不满足温度偏差收敛条件时，对PID算法中的积分环节进行调节，由此可以使温度迅速达到稳定状态。并且本申请所提供的温度控制方法适用范围广，适用于多种温度控制理论。同时，该方法的实现成本低、可靠性高，可应用于单片机、DSP、ARM等器件。
本申请还提供了一种温度控制装置，下文描述的该装置可以与上文描述的方法相互对应参照。请参考图3，图3为本申请实施例所提供的一种温度控制装置的示意图，结合图3所示，该装置包括：
采集模块10，用于采集温度值；
第一判断模块20，用于根据采集的所述温度值与设定值判断温度控制器的温度控制状态是否发生变化；
计算模块30，用于若所述温度控制状态发生变化，则将所述温度控制器的输出值置为零，并在将所述温度控制器的输出值置为零后，根据所述设定值与采集的所述温度值通过PID算法计算得到所述温度控制器的输出值并输出；
第二判断模块40，用于判断采集的所述温度值是否满足温度偏差收敛条件；
调节模块50，用于若所述温度值不满足温度偏差收敛条件，则调节所述PID算法中的积分环节，直至所述温度值满足所述温度偏差收敛条件。
对于本申请所提供的装置的介绍请参照上述方法实施例，本申请在此不做赘述。
本申请还提供了一种内存温度过热报警的设备，参考图4所示，该设备包括存储器1和处理器2。
存储器1，用于存储计算机程序；
处理器2，用于执行计算机程序实现如下的步骤：
采集温度值；根据采集的所述温度值与设定值判断温度控制器的温度控制状态是否发生变化；若所述温度控制状态发生变化，则将所述温度控制器的输出值置为零，并在将所述温度控制器的输出值置为零后，根据所述设定值与采集的所述温度值通过PID算法计算得到所述温度控制器的输出值并输出；判断采集的所述温度值是否满足温度偏差收敛条件；若所述温度值不满足温度偏差收敛条件，则调节所述PID算法中的积分环节，直至所述温度值满足所述温度偏差收敛条件。
对于本申请所提供的设备的介绍请参照上述方法实施例，本申请在此不做赘述。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时可实现如下的步骤：
采集温度值；根据采集的温度值与设定值判断温度控制器的温度控制状态是否发生变化；若温度控制状态发生变化，则将温度控制器的输出值置为零，并在将温度控制器的输出值置为零后，根据设定值与采集的温度值通过PID算法计算得到温度控制器的输出值并输出；判断采集的温度值是否满足温度偏差收敛条件；若温度值不满足温度偏差收敛条件，则调节PID算法中的积分环节，直至温度值满足温度偏差收敛条件。
该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
对于本申请所提供的计算机可读存储介质的介绍请参照上述方法实施例，本申请在此不做赘述。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置、设备以及计算机可读存储介质而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种温度控制方法，其特征在于，包括：
采集温度值；
根据采集的所述温度值与设定值判断温度控制器的温度控制状态是否发生变化；
若所述温度控制状态发生变化，则将所述温度控制器的输出值置为零，并在将所述温度控制器的输出值置为零后，根据所述设定值与采集的所述温度值通过PID算法计算得到所述温度控制器的输出值并输出；
判断采集的所述温度值是否满足温度偏差收敛条件；
若所述温度值不满足温度偏差收敛条件，则调节所述PID算法中的积分环节，直至所述温度值满足所述温度偏差收敛条件。
2.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述判断采集的所述温度值是否满足温度偏差收敛条件包括：
计算采集的所述温度值与所述设定值的差值，以及相邻采集时刻所采集的所述温度值的差值的偏差；
在采集的所述温度值与所述设定值的差值小于第一预设阈值的条件下，判断采集的所述温度值与所述设定值的差值是否大于第二预设阈值，且所述偏差是否小于第三预设阈值；所述第一预设阈值大于所述第二预设阈值；
若采集的所述温度值与所述设定值的差值大于所述第二预设阈值，且所述偏差小于所述第三预设阈值，则采集的所述温度值满足温度偏差收敛条件。
3.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述根据所述设定值与采集到的所述温度值通过PID算法计算得到所述温度控制器的输出值包括：
根据公式：
其中，Mout表示温度控制器的输出值，Mmax表示温度控制器的最大输出值，Ts表示所述设定温度，T0表示设定所述设定温度时的实际温度值；Tt-2表示t-2时刻采样的温度值，Tt-1表示t-1时刻采集的温度值，Tt表示t时刻采样的温度值，Kp表示比例系数，Ki表示积分系数，Kd表示微分例系数，Kit表示t时刻的积分项变化率，Kid表示积分与微分预取系数。
4.根据权利要求3所述的温度控制方法，其特征在于，所述调整温度控制器的输出计算公式中的积分环节包括：
根据Kit＝Kit+ΔKt调节所述t时刻的积分项变化率；
根据公式Ki＝(1+Kit)*Ki调节所述积分系数；
其中，ΔKt表示调节变化量。
5.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述判断采集的所述温度值是否满足温度偏差收敛条件前还包括：
根据所述温度控制器的输出值判断所述温度控制器的实际温度控制状态与目标温度控制状态是否一致，以及预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值是否超出第四预设阈值；
若温度控制器的实际温度控制状态与目标温度控制状态不一致和/或预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值超出所述第四预设阈值，则将温度控制器输出值置为零；
若温度控制器的温度控制状态与目标温度控制状态一致且预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值未超出所述第四预设阈值，则判断所采集的所述温度值是否满足温度偏差收敛条件。
6.根据权利要求5所述的温度控制方法，其特征在于，所述根据所述温度控制器的输出值判断所述温度控制器的实际温度控制状态与目标温度控制状态是否一致，以及预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值是否超出第四预设阈值前还包括：
判断所述设定值是否超出设定阈值；
若所述设定值未超出设定阈值，则根据所述温度控制器的输出值判断所述温度控制器的实际温度控制状态与目标温度控制状态是否一致，以及预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值是否超出所述第四预设阈值；
若所述设定值超出设定阈值，则判断所述温度控制器的输出值是否达到最大值；
若所述温度控制器的输出值达到所述最大值，根据所述温度控制器的输出值判断所述温度控制器的实际温度控制状态与目标温度控制状态是否一致，以及预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值是否超出所述第四预设阈值；
若所述温度控制器的输出值未达到所述最大值，则将所述温度控制器的输出值置为所述最大值，并在将所述温度控制器的输出值置为所述最大值后根据所述温度控制器的输出值判断所述温度控制器的实际温度控制状态与目标温度控制状态是否一致，以及预设时间内相邻采样时刻所采集的所述温度值的差值的均值是否超出所述第四预设阈值。
7.根据权利要求6所述的温度控制方法，其特征在于，所述根据采集的所述温度值与设定值判断温度控制状态是否发生变化前还包括；
判断所述设定值是否发生变化；
若所述设定值发生变化，则根据采集的所述温度值与所述设定值判断温度控制状态是否发生变化；
若所述设定值未发生变化，则判断所述设定值是否超出设定阈值。
8.一种温度控制装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集温度值；
第一判断模块，用于根据采集的所述温度值与设定值判断温度控制器的温度控制状态是否发生变化；
计算模块，用于若所述温度控制状态发生变化，则将所述温度控制器的输出值置为零，并在将所述温度控制器的输出值置为零后，根据所述设定值与采集的所述温度值通过PID算法计算得到所述温度控制器的输出值并输出；
第二判断模块，用于判断采集的所述温度值是否满足温度偏差收敛条件；
调节模块，用于若所述温度值不满足温度偏差收敛条件，则调节所述PID算法中的积分环节，直至所述温度值满足所述温度偏差收敛条件。
9.一种温度控制设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的温度控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的温度控制方法的步骤。
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- 2021-03-16 CN CN202110279809.2A patent/CN114859992B/zh active Active
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