CN118012167A - 一种应用于电热器的基于模糊自适应pid算法的温控方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于电热器的基于模糊自适应PID算法的温控方法，所述电热器包括：模糊控制器、PID控制器，所述方法包括：发送误差值和误差变化率值到所述模糊控制器，并控制所述模糊控制器根据所述误差值和所述误差变化率值确定误差模糊值以及误差变化率模糊值；控制所述模糊控制器根据所述误差值、所述误差模糊值、所述误差率模糊值以及△KP的论域数值的优化公式确定KP值和KI值；控制所述PID控制器接收所述误差值、所述KP值以及所述KI值，并根据所述误差值、所述KP值以及所述KI值确定输出值，且A与B的数值可根据误差值的变化进行动态调整，满足A+B＝1，能够不需要通过查模糊控制表就获取PID参数，且能够保证系统稳定性强、响应快等良好性能。

Description

一种应用于电热器的基于模糊自适应PID算法的温控方法

技术领域

本申请涉及工业控制领域，尤其涉及一种应用于电热器的基于模糊自适应PID算法的温控方法。

背景技术

比例积分微分控制(proportional-integral-derivative control)，简称PID控制，由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于工业过程控制，有90％左右的控制回路具有PID结构，但是，由于实际对象通常具有非线性、时变不确定性、强干扰等特性，应用常规PID控制器难以达到理想的控制效果，例如电加热的温控系统，由于参数整定方法繁杂，常规PID控制器参数往往整定不良、性能欠佳，这些因素使得PID控制在复杂系统和高性能要求系统中的应用受到了限制。

目前，现有技术中采用模糊控制与常规PID控制相结合，利用模糊推理判断的思想，根据不同的误差和误差变化率对PID的参数KP与KI进行在线自整定，不仅保持了PID控制系统原理简单、鲁棒性好等优点，而且具有更大的灵活性、适应性，总体上控制精度更好。

但是，现有的模糊控制方法通常需要在将误差和误差变化率模糊化后，通过计算模糊控制表，查模糊控制表获取PID的参数，进而将PID的参数进行解模糊得到实际控制量，控制过程较为复杂。

因此，针对现有技术中存在的缺陷，如何不通过查模糊控制表获取PID的参数，且保证系统稳定性强、响应快等良好性能成为了亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例的主要目的在于旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出一种应用于电热器的基于模糊自适应PID算法的温控方法、运行控制装置、电热器以及计算机存储介质，能够不需要通过查模糊控制表就获取PID参数，且能够保证系统稳定性强、响应快等良好性能。

为实现上述目的，第一方面，本发明申请实施例提出了一种应用于电热器的基于模糊自适应PID算法的温控方法，所述电热器包括：模糊控制器、PID控制器，所述方法包括：

发送误差值和误差变化率值到所述模糊控制器，并控制所述模糊控制器根据所述误差值和所述误差变化率值确定误差模糊值以及误差变化率模糊值；

控制所述模糊控制器根据所述误差值、所述误差模糊值、所述误差率模糊值以及△KP的论域数值的优化公式确定KP值和KI值；

控制所述PID控制器接收所述误差值、所述KP值以及所述KI值，并根据所述误差值、所述KP值以及所述KI值确定输出值；

其中，所述优化公式为：△KP的论域数值＝-(A*误差模糊值+B*误差变化率模糊值)，A与B的数值可根据误差值的变化进行动态调整，且满足A+B＝1，△KP为KP的修正量数值。

根据本发明实施例提供的一种应用于电热器的基于模糊自适应PID算法的温控方法，至少具有如下有益效果：通过向模糊控制器发送误差值和误差变化率值，使模糊控制器能够对误差值和误差变化率值分别进行模糊化处理，可以使系统更好地处理不确定性和非线性问题，进而根据误差值的变化动态地调整A与B的数值，将A的值、B的值、处理后的误差模糊值、误差变化率模糊值以及根据预先实验得出的优化公式，系统可以通过优化公式持续获取不同工况下△KP的论域数值，对△KP的论域数值的处理获取KP的值以及KI值，进而控制PID控制器接收误差值、KP值以及KI值，以使PID控制器自适应地调整输出值，从而使电热器在不同的工况下都能保持良好的控制性能，相比于通过查询模糊控制表获取PID的参数的方式，提高了电热器的温度控制效率以及温度控制精度，确保了电热器能够稳定、准确地控制温度，提高了系统的整体性能。

在一些实施例中，所述方法还包括，每隔第一时长获取温度数据，通过对所述温度数据进行预处理得到所述误差值和所述误差变化率值。

在一些实施例中，所述控制所述模糊控制器根据所述误差值和所述误差变化率值确定误差模糊值以及误差变化率模糊值包括：

根据所述误差值与第一预设集中的数值进行比较，确定误差模糊值；

根据所述误差变化率值与第二预设集中的数值进行比较，确定误差变化率模糊值；

其中，所述误差模糊值与所述误差率模糊值分别与预设的输入模糊量化值相对应，所述预设的输入模糊量化值分为NB、NM、NS、ZO、PS、PM、PB七个等级。

在一些实施例中，所述控制所述模糊控制器根据所述误差值、所述误差模糊值、所述误差率模糊值以及△KP的论域数值的优化公式确定KP值和KI值包括：

根据所述误差值与预设区间集确定A与B的值；

根据所述误差模糊值、所述误差变化率模糊值、A与B的值以及所述优化公式确定所述△KP的论域数值；

根据所述△KP的论域数值确定△KP的模糊值；

根据所述△KP的模糊值确定△KI的模糊值；

根据所述△KP的模糊值以及所述△KI的模糊值进行解模糊处理得到△KP以及△KI；

根据所述△KP、△KI、KP的初始预设值、KI的初始预设值确定KP值和KI值；

其中，△KI为KI的修正量数值，KP＝△KP+KP的初始预设值，KI＝△KI+KI的初始预设值。

在一些实施例中，所述根据所述误差值与预设区间集确定A与B的值包括：

当所述误差值落入所述预设区间集中的第一预设区间，确定A的值为第一参数值以及B的值为第二参数值；

当所述误差值落入所述预设区间集中的第二预设区间，确定A的值为第三参数值以及B的值为第四参数值；

当所述误差值不落入所述预设区间集中，确定A的值为第五参数值以及B的值为第六参数值；

其中，所述第一参数值大于所述第五参数值，所述第五参数值大于所述第三参数值。

在一些实施例中，所述根据所述△KP的模糊值确定△KI的模糊值包括：

所述模糊控制器将所述△KP的模糊值进行取反得到所述△KI的模糊值。

在一些实施例中，还包括温度控制器，所述温度控制器接收所述PID控制器中的输出值，并根据所述输出值输出控制信号。

第二方面，本发明实施例提供一种运行控制装置，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面实施例所述的温控方法。

第三方面，本发明实施例提供一种电热器，包括模糊控制器、PID控制器、温度控制器以及第二方面实施例所述的运行控制装置，所述运行控制装置分别与所述模糊控制器、所述PID控制器以及所述温度控制器电连接。

第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行实现第一方面实施例所述的温控方法。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1是本发明提供的一种基于模糊自适应PID算法的温控方法的流程图；

图2是本发明提供的另一种基于模糊自适应PID算法的温控方法的流程图；

图3是本发明提供的另一种基于模糊自适应PID算法的温控方法的流程图；

图4是本发明提供的另一种基于模糊自适应PID算法的温控方法的流程图；

图5是本发明提供的一种基于模糊自适应PID算法的温控方法的控制逻辑示意图；

图6是本发明提供的另一种基于模糊自适应PID算法的温控方法的流程图；

图7是本发明提供的运行控制装置的结构示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明实施例的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数，“至少一个”是指一个或者多个，“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。如果有描述到“第一”、“第二”等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

需要说明的是，本发明实施例中设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明实施例中的具体含义。例如，术语“连接”可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。

需要说明的是，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

比例积分微分控制(proportional-integral-derivative control)，简称PID控制，由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于工业过程控制，有90％左右的控制回路具有PID结构，但是，由于实际对象通常具有非线性、时变不确定性、强干扰等特性，应用常规PID控制器难以达到理想的控制效果，例如电加热的温控系统，由于参数整定方法繁杂，常规PID控制器参数往往整定不良、性能欠佳，这些因素使得PID控制在复杂系统和高性能要求系统中的应用受到了限制。

目前，现有技术中采用模糊控制与常规PID控制相结合，利用模糊推理判断的思想，根据不同的误差和误差变化率对PID的参数KP与KI进行在线自整定，不仅保持了PID控制系统原理简单、鲁棒性好等优点，而且具有更大的灵活性、适应性，总体上控制精度更好。

但是，现有的模糊控制方法通常需要在将误差和误差变化率模糊化后，通过计算模糊控制表，查模糊控制表获取PID的参数，进而将PID的参数进行解模糊得到实际控制量，控制过程较为复杂。

因此，针对现有技术中存在的缺陷，如何不通过查模糊控制表获取PID的参数，且保证系统稳定性强、响应快等良好性能成为了亟需解决的技术问题。

基于此，本发明实施例提供了一种应用于电热器的基于模糊自适应PID算法的温控方法，

下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。

第一方面，参照图1，本发明申请实施例提出了一种应用于电热器的基于模糊自适应PID算法的温控方法，电热器包括：模糊控制器、PID控制器，方法包括步骤S100-步骤S300：

步骤S100：发送误差值和误差变化率值到模糊控制器，并控制模糊控制器根据误差值和误差变化率值确定误差模糊值以及误差变化率模糊值；

步骤S200：控制模糊控制器根据误差值、误差模糊值、误差率模糊值以及△KP的论域数值的优化公式确定KP值和KI值；

步骤S300：控制PID控制器接收误差值、KP值以及KI值，并根据误差值、KP值以及KI值确定输出值；

其中，优化公式为：△KP的论域数值＝-(A*误差模糊值+B*误差变化率模糊值)，A与B的数值可根据误差值的变化进行动态调整，且满足A+B＝1，△KP为KP的修正量数值。

根据本发明实施例提供的一种应用于电热器的基于模糊自适应PID算法的温控方法，通过向模糊控制器发送误差值和误差变化率值，使模糊控制器能够对误差值和误差变化率值分别进行模糊化处理，可以使系统更好地处理不确定性和非线性问题，进而根据误差值的变化动态地调整A与B的数值，将A的值、B的值、处理后的误差模糊值、误差变化率模糊值以及根据预先实验得出的优化公式，系统可以通过优化公式持续获取不同工况下△KP的论域数值，对△KP的论域数值的处理获取KP的值以及KI值，进而控制PID控制器接收误差值、KP值以及KI值，以使PID控制器自适应地调整输出值，从而使电热器在不同的工况下都能保持良好的控制性能，相比于通过查询模糊控制表获取PID的参数的方式，提高了电热器的温度控制效率以及温度控制精度，确保了电热器能够稳定、准确地控制温度，提高了系统的整体性能。

需要说明的是，控制PID控制器接收误差值、KP值以及KI值，并根据误差值、KP值以及KI值确定输出值，其中，输出值＝KP*误差值+KI*误差的积分值+KD*误差的变化率值，KP为比例系数，KI为积分系数，KD为微分系数，在本申请中，无需对参数KD进行处理，模糊控制器采用二输入二输出的形式，以误差值和误差变化率的值作为输入，以PID控制器的两个修正量△KP和△KI作为输出，进一步地，将△KP的数值累加在PID控制器预设的KP初始值上获得KP值，将△KI的数值累加在PID控制器预设的KI初始值上获得KI值，将得到的KP值、KI值以及误差值发送至PID控制器以获取输出值，使得电热器能够根据输出值的变化动态地控制温度。

在一些实施例中，方法还包括，在步骤S100之前，每隔第一时长获取温度数据，通过对温度数据进行预处理得到误差值和误差变化率值。

优选地，第一时长为40s，在本申请中，第一时长可以在20-60S的范围内进行适当调整。

可以理解的是，通过定时获取温度数据，系统可以实时监测电热器的温度变化，使得系统能够根据变化的误差值和误差变化率值更频繁对PID参数进行调整，这使得系统能够更好地适应温度的快速变化，提高控制的动态性能。

参照图2，在一些实施例中，步骤S100：控制模糊控制器根据误差值和误差变化率值确定误差模糊值以及误差变化率模糊值，包括步骤S110-步骤S120：

步骤S110：根据误差值与第一预设集中的数值进行比较，确定误差模糊值；

步骤S120：根据误差变化率值与第二预设集中的数值进行比较，确定误差变化率模糊值；

其中，误差模糊值与误差率模糊值分别与预设的输入模糊量化值相对应，预设的输入模糊量化值分为NB、NM、NS、ZO、PS、PM、PB七个等级。

需要说明的是，NB对应的语言值为负大，NM对应的语言值为负中，NS对应的语言值为负小，ZO对应的语言值为零，PS对应的语言值为正小，PM对应的语言值为正中，PB对应的语言值为正大，NB对应的值可以为-6、NM应的值可以为-4、NS应的值可以为-2、ZO应的值为0、PS应的值可以为2、PM应的值可以为4、PB应的值可以为6，预设的输入模糊量化值的数值可以根据系统的具体需要进行更新，在本申请中不对预设的输入模糊量化值的数值作过多的限定。

优选地，第一预设集中的数值可以为{-30，-10，-2，2，10，30}，第一预设集中的数值可以根据系统的具体需要进行更新，在本申请中不对第一预设集中的数值作过多的限定。

优选地，若误差值小于第一预设集中的数值-30，确定误差模糊值为NB对应的数值-6；若误差值大于第一预设集中的-30但是小于-10，确定误差模糊值为NM对应的数值-4；若误差值大于第一预设集中的-10但是小于-2，确定误差模糊值为NS对应的数值-2；若误差值大于第一预设集中的-2但是小于2，确定误差模糊值为ZO对应的数值0；若误差值大于第一预设集中的2但是小于10，确定误差模糊值为PS对应的数值2；若误差值大于第一预设集中的10但是小于30，确定误差模糊值为PM对应的数值4；若误差值大于第一预设集中的数值30，确定误差模糊值为PB对应的数值6。

优选地，第二预设集中的数值可以为{-11，-6，-1，1，6，11}，第二预设集中的数值可以根据系统的具体需要进行更新，在本申请中不对第二预设集中的数值作过多的限定。

优选地，若误差变化率值小于第二预设集中的数值-11，确定误差变化率模糊值为NB对应的数值-6；若误差变化率值大于第二预设集中的-11但是小于-6，确定误差变化率模糊值为NM对应的数值-4；若误差变化率值大于第二预设集中的-6但是小于-1，确定误差变化率模糊值为NS对应的数值-2；若误差变化率值大于第二预设集中的-1但是小于1，确定误差变化率模糊值为ZO对应的数值0；若误差变化率值大于第二预设集中的1但是小于6，确定误差变化率模糊值为PS对应的数值2；若误差变化率值大于第二预设集中的6但是小于11，确定误差变化率模糊值为PM对应的数值4；若误差变化率值大于第二预设集中的数值11，确定误差变化率模糊值为PB对应的数值6。

可以理解的是，使用预设的输入模糊量化值同误差值以及误差变化率值进行比较可以快速地确定误差模糊值和误差变化率模糊值，系统不需要进行复杂的数学运算或建模，通过使用不同的预设输入模糊量化值，系统可以灵活地适应不同的应用场景和工况，例如，在不同温度范围或不同控制需求下，可以调整这些预设值以获得最佳的控制效果。

参照图3，在一些实施例中，步骤S200：控制模糊控制器根据误差值、误差模糊值、误差率模糊值以及△KP的论域数值的优化公式确定KP值和KI值，包括步骤S210-步骤S260：

步骤S210：根据误差值与预设区间集确定A与B的值；

步骤S220：根据误差模糊值、误差变化率模糊值、A与B的值以及优化公式确定△KP的论域数值；

步骤S230：根据△KP的论域数值确定△KP的模糊值；

步骤S240：根据△KP的模糊值确定△KI的模糊值；

步骤S250：根据△KP的模糊值以及△KI的模糊值进行解模糊处理得到△KP以及△KI；

步骤S260：根据△KP、△KI、KP的初始预设值、KI的初始预设值确定KP值和KI值；

其中，△KI为KI的修正量数值，KP＝△KP+KP的初始预设值，KI＝△KI+KI的初始预设值。

需要说明的是，由于误差值和误差变化率值在不同的控制阶段对控制器有不同的影响，在初始阶段，系统误差值较大，误差为主要矛盾，因此需要加大误差的权重即调大A的值。在中期阶段，系统的误差减小，系统的上升速度很快，因此需要减小系统的超调即降低A的值，以突出误差变化率值的作用调大B的值。在末期，当系统的响应接近于期望值时，由于此时误差值以及误差变化率值都比较小，A、B两者可以取为大致相同的数。

可以理解的是，根据误差值与预设区间集确定A与B的值，使得系统能够根据当前的误差情况动态调整A和B的值，这使得系统能够更好地适应不同的温度控制需求和工况变化，提高系统的自适应性和鲁棒性。

需要说明的是，可以采用类似于确定A、B数值的方式即通过将△KP的论域数值与预设区间集相比较的方式确定△KP的模糊值。

需要说明的是，△KP的模糊值也可以与预设的输入模糊量化值相对应，预设的输入模糊量化值分为NB、NM、NS、ZO、PS、PM、PB七个等级。

可以理解的是，通过使用优化公式推理的方式确定△KP的论域数值，并根据该值确定△KP和△KI的模糊值，进而对△KP的模糊值、△KI的模糊值进行解模糊，系统能够优化其控制性能，无需采用查询模糊规则表的方式，这有助于简化模糊控制器输出参数KP、参数KI的过程，能够更快地提高温度控制的效率，并保证温度控制的精度和稳定性，确保系统在各种条件下都能达到最佳的控制效果。

参照图4，在一些实施例中，步骤S210：根据误差值与预设区间集确定A与B的值包括步骤S211或步骤S212或步骤S213：

步骤S211：当误差值落入预设区间集中的第一预设区间，确定A的值为第一参数值以及B的值为第二参数值；

步骤S212：当误差值落入预设区间集中的第二预设区间，确定A的值为第三参数值以及B的值为第四参数值；

步骤S213：当误差值不落入预设区间集中，确定A的值为第五参数值以及B的值为第六参数值；

其中，第一参数值大于第五参数值，第五参数值大于第三参数值。

优选地，第一预设区间可以为[30，+∞)或者为(-∞，-30]，通过使用不同的第一预设区间，系统可以灵活地适应不同的应用场景和工况。

需要说明的是，由于误差值和误差变化率值在不同的控制阶段对控制器有不同的影响，在初始阶段，即误差值落入第一预设区间时，系统误差值较大，误差为主要矛盾，因此需要加大误差的权重即调大A的值。

优选地，当误差值落入预设区间集中的第一预设区间，A的值可以为0.6，B的值为0.4，其中，A的值可以在0.1-0.8的范围内进行适当调整。

优选地，第二预设区间可以为[-10，30)或者为(-30，-10]，通过使用不同的第二预设区间，系统可以灵活地适应不同的应用场景和工况。

需要说明的是，在中期阶段，系统的误差减小即误差落入第二预设区间中，系统的上升速度很快，因此需要减小系统的超调即降低A的值，以突出误差变化率值的作用调大B的值。

优选地，当误差值落入预设区间集中的第二预设区间，A的值可以为0.3，B的值为0.7，其中，A的值可以在0.1-0.8的范围内进行适当调整。

需要说明的是，在末期，当系统的响应接近于期望值时，由于此时误差值以及误差变化率值都比较小，即误差值不落入预设区间集中，A、B两者均可以取值为0.5。

在一些实施例中，步骤S240：根据△KP的模糊值确定△KI的模糊值包括：

模糊控制器将△KP的模糊值进行取反得到△KI的模糊值。

可以理解的是，在某些情况下，直接调整KP的值可能会导致系统不稳定或出现振荡通过对△KP的模糊值进行取反得到△KI的模糊值相对简单，系统能够自动调整KI的值，避免不稳定或振荡的情况发生，提高系统的鲁棒性。

可以理解的是，当△KP的模糊值对应为等级NB，△KI的模糊值对应的等级为PB。

在一些实施例中，参照图5，还包括温度控制器，温度控制器接收PID控制器中的输出值，并根据输出值输出控制信号。

需要说明的是，在图5中，E代表误差值，EC代表误差变化率值。

可以理解的是，温度控制器可以根据PID控制器的输出值产生控制信号，驱动电热器中的加热元件工作，实现温度控制的闭环，确保温度精确控制在设定值附近。

为了更清楚阐述本发明的应用于电热器的基于模糊自适应PID算法的温控方法，以下将用具体实施例作进一步介绍。

参照图6，包括步骤S310-步骤S390：

步骤S310：根据误差值与第一预设集中的数值进行比较，确定误差模糊值；

步骤S320：根据误差变化率值与第二预设集中的数值进行比较，确定误差变化率模糊值；

步骤S331：当误差值落入预设区间集中的第一预设区间，确定A的值为第一参数值以及B的值为第二参数值；

或，步骤S332：当误差值落入预设区间集中的第二预设区间，确定A的值为第三参数值以及B的值为第四参数值；

或，步骤S333：当误差值不落入预设区间集中，确定A的值为第五参数值以及B的值为第六参数值；

步骤S340：根据误差模糊值、误差变化率模糊值、A与B的值以及优化公式确定△KP的论域数值；

步骤S350：根据△KP的论域数值确定△KP的模糊值；

步骤S360：根据△KP的模糊值确定△KI的模糊值；

步骤S370：根据△KP的模糊值以及△KI的模糊值进行解模糊处理得到△KP以及△KI；

步骤S380：根据△KP、△KI、KP的初始预设值、KI的初始预设值确定KP值和KI值；

步骤S390：控制PID控制器接收误差值、KP值以及KI值，并根据误差值、KP值以及KI值确定输出值；

其中，步骤S310-步骤S380为控制模糊控制器处理完成，步骤S390为控制PID控制器处理完成。

第二方面，参照图7，本发明实施例提供一种运行控制装置400，包括存储器420和处理器410，存储器420存储有计算机程序，处理器410执行计算机程序时实现第一方面实施例的温控方法。

第三方面，本发明实施例提供一种电热器，包括模糊控制器、PID控制器、温度控制器以及第二方面实施例的运行控制装置，运行控制装置分别与模糊控制器、PID控制器以及温度控制器电连接。

第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器执行实现第一方面实施例的温控方法。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质或非暂时性介质和通信介质或暂时性介质。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘DVD或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种应用于电热器的基于模糊自适应PID算法的温控方法，其特征在于，所述电热器包括：模糊控制器、PID控制器，所述方法包括：

发送误差值和误差变化率值到所述模糊控制器，并控制所述模糊控制器根据所述误差值和所述误差变化率值确定误差模糊值以及误差变化率模糊值；

控制所述模糊控制器根据所述误差值、所述误差模糊值、所述误差率模糊值以及△KP的论域数值的优化公式确定KP值和KI值；

控制所述PID控制器接收所述误差值、所述KP值以及所述KI值，并根据所述误差值、所述KP值以及所述KI值确定输出值；

其中，所述优化公式为：△KP的论域数值＝-(A*误差模糊值+B*误差变化率模糊值)，A与B的数值可根据误差值的变化进行动态调整，且满足A+B＝1，△KP为KP的修正量数值。

2.根据权利要求1所述的温控方法，其特征在于，所述方法还包括，每隔第一时长获取温度数据，通过对所述温度数据进行预处理得到所述误差值和所述误差变化率值。

3.根据权利要求1所述的温控方法，其特征在于，所述控制所述模糊控制器根据所述误差值和所述误差变化率值确定误差模糊值以及误差变化率模糊值包括：

根据所述误差值与第一预设集中的数值进行比较，确定误差模糊值；

根据所述误差变化率值与第二预设集中的数值进行比较，确定误差变化率模糊值；

其中，所述误差模糊值与所述误差率模糊值分别与预设的输入模糊量化值相对应，所述预设的输入模糊量化值分为NB、NM、NS、ZO、PS、PM、PB七个等级。

4.根据权利要求1所述的温控方法，其特征在于，所述控制所述模糊控制器根据所述误差值、所述误差模糊值、所述误差率模糊值以及△KP的论域数值的优化公式确定KP值和KI值包括：

根据所述误差值与预设区间集确定A与B的值；

根据所述误差模糊值、所述误差变化率模糊值、A与B的值以及所述优化公式确定所述△KP的论域数值；

根据所述△KP的论域数值确定△KP的模糊值；

根据所述△KP的模糊值确定△KI的模糊值；

根据所述△KP的模糊值以及所述△KI的模糊值进行解模糊处理得到△KP以及△KI；

根据所述△KP、△KI、KP的初始预设值、KI的初始预设值确定KP值和KI值；

其中，△KI为KI的修正量数值，KP＝△KP+KP的初始预设值，KI＝△KI+KI的初始预设值。

5.根据权利要求4所述的温控方法，其特征在于，所述根据所述误差值与预设区间集确定A与B的值包括：

当所述误差值落入所述预设区间集中的第一预设区间，确定A的值为第一参数值以及B的值为第二参数值；

当所述误差值落入所述预设区间集中的第二预设区间，确定A的值为第三参数值以及B的值为第四参数值；

当所述误差值不落入所述预设区间集中，确定A的值为第五参数值以及B的值为第六参数值；

其中，所述第一参数值大于所述第五参数值，所述第五参数值大于所述第三参数值。

6.根据权利要求4所述的温控方法，其特征在于，所述根据所述△KP的模糊值确定△KI的模糊值包括：

所述模糊控制器将所述△KP的模糊值进行取反得到所述△KI的模糊值。

7.根据权利要求1所述的温控方法，其特征在于，还包括温度控制器，所述温度控制器接收所述PID控制器中的输出值，并根据所述输出值输出控制信号。

8.一种运行控制装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一项所述的温控方法。

9.一种电热器，其特征在于，包括模糊控制器、PID控制器、温度控制器以及权利要求8所述的运行控制装置，所述运行控制装置分别与所述模糊控制器、所述PID控制器以及所述温度控制器电连接。

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存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行实现权利要求1至7中任一项所述的温控方法。