黄山市科技“海聚英才·揭榜挂帅”项目，温度控制系统中自整定PID参数确认及模糊控制/自适应方案

黄山市科技“海聚英才·揭榜挂帅”项目，温度控制系统中自整定PID参数确认及模糊控制/自适应方案

温度控制系统中自整定PID参数确认及模糊控制/自适应方案

需求内容：控制系统中应用温控仪表控制温度时，若出现温度反复波动大（例如，受周围环境状态的变化以及受热材料本身引起的热量带走等因素影响而出现温度过冲或下跌），会生产出不良品，从而造成过多的原材料、电力资源浪费。所以温控仪表在温度控制过程中要求补温反应快、恒温准且稳定、波动小。合适的PID参数可使温度控制器达到最佳的控制效果，可最大限度的减少不要的资源浪费，提高生产效率。目前国内市场上需要控制温度的稍高端机械设备大部分采用的还是进口温控仪表，诸如日本富士，欧姆龙及台湾台达等品牌仪表。从使用方反应看其稳定性及准确度相对都还可以。

1、温度控制系统中，当前大都是以PID控制方式为主, 其控制的效果与PID参数的选取有很大关系, 参数的要求：一是恒温控制时的波动及输出波动要尽量小；二是首次升温或者目标值改变后不能有太大的温冲或掉温, 比如从室温开始目标200度, 升温后最大冲温应不大于5度, 最好是在3度以内甚至不冲温, 不能出现掉温, 恒温波动正负1度以内，最理想的是0偏差, 且恒温过程中的控制输出变化量最大在5%以内。

    目前所用的整定方法是：以全速升温过程中低于目标值时输出100%, 高于目标值则输出0%, 实际温度会出现2个震荡(以目标值为界限), 选择第2个震荡期的谷点与峰点之差为A, 时间为T, 计算如下:

P值(比例带,非系数): 1.3A,

I值(积分时间): T

D值(微分时间): T/4

此方式所得出的参数对于纯滞后比较小的加热负载效果尚可, 即首次温冲不大, 不掉温, 恒温波动也能达到要求, 但如果是纯滞后大一些的负载, 首次温冲就会比较大, 甚至超过10度, 冲多得,则温度回调后掉至目标值以下就越多, 最坏的情况就是需要2个震荡过程后才能稳定在目标附近左右。虽然经过手动更改参数，比如加大I值其它不变, 可以让温冲减小, 恒温也尚可, 但手动更改暂没有理论的依据, 以便程序自整定时可以自动调整选取最佳参数。

2、在不适合自整定的场合（即不允许进行震荡式整定或无法进行整定），以及实用过程中温度控制器不变的情况下，而加热负载会经常更换，但一般都不会重新启动自整定的功能来辨识PID参数，此时则需要自动适应当前负载（自学习功能），而目前的温控表大部分是需要启动自整定，若不整定最后结果可能是震荡很大。故需要了解一种自适应的过程处理方法。 

    对揭榜方要求：希望与温控仪控制系统有关专业的高校合作。

现有基础情况：公司已在生产智能温控仪，需要提升温控仪控制系统中PID自整定方法。主要产品：智能温控仪、电力调整器、电压调整器、电流电压表、固态继电器。技术人员8名。2021年度科技投入资金194.18万元；2021年度销售收入3246万元；2021年度利税118.05万元。

产权归属、利益分配：产权及利益归属为黄山奥仪电器有限公司。

项目合作方式：委托研发

项目总投入：100万元

发榜企业：黄山奥仪电器有限公司

联 系 人：张其发  13906649676

【黄山文广知识产权】凭借全球化视野和本土化服务优势，为各类企事业单位和个人提供优质高效的知识产权申报、监测、维护以及交易服务，积极助推我国创新驱动发展战略实施。如果您关于国际商标、国际专利、海外公司注册及知识产权相关疑问，联系安徽文广知识产权代理有限公司，联系方式13965191860(微信同号)，我们将竭诚为你服务。