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1、2015年10月宇航计测技术Oct.,2015第35卷第5期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.35,No.5試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試文章编号:1000-7202(2015)05-0050-04中图分类号:TP29文献标识码:A一种恒温箱快速自适应控制方法宋佳赟潘攀李斌王书强刘碧野(北京东方计量测试研究所,北京100086)摘要随着测量技术的不断发展,恒温箱的应用越来越广泛,传统的温度控制方法多采用全模拟电路进行控制,在控制精度及
2、实时控制方面不能满足需求,且无法进行功能设定,本文设计了一种恒温箱快速自适应控制方法,基于该方法设计的便携式控温箱,根据恒温箱内外温度差采用不同的控制策略,采用加热与制冷双态工作模式,实现对控温箱内部温度的高精度控制,满足更高的应用需求。关键词控温自适应恒温箱高精度改进PIDAFastAdaptiveControlMethodforAirEnclosureSONGJia-yunPANPanLIBinWANGShu-qiangLIUBi-ye(BeijingOrientInstituteofMeasurementandtest,Beijing100086)A
3、bstractAnimprovedadaptivemethodwasintroducedinthispaper.Withthismethod,anovelportableprecisionairenclosurewhichwasabletochoosedifferentcontrolstrategiesaccordingtothetem-peraturedifferencebetweeninsideandoutsidetheenclosurecouldbedesigned.Inthissystem,thehigh-erapplicationrequirem
4、entsthatthetemperatureinsidetheportableairenclosureismorepreciseaccurateto20mKcanbemadewiththeuseofdual-modeoperating.KeywordsTemperaturecontrolSelf-adaptionEnclosureHighprecisionImprovedPID1引言温精度、控温速度以及控温过程中的功能设定均提出了越来越高的要求,而现有的温度控制系统几乎目前科技发展过程中微弱信号的测量、精密仪都采用模拟电路进行控制,虽然温度控制稳定度比器及
5、器件的使用都离不开恒定的温度。温度控制在较高,但是控制速度和实时性不太理想,因此需要探实验室技术、医疗技术和半导体技术等领域非常重索一种体积小、控温速度快、控温精度高的温度控制[1]要,例如实验室标准电阻和标准电池的计量和使用、方法。病毒标志的物检、光纤陀螺仪的使用环境等都对控针对现有技术存在的缺陷和不足,本文设计了温箱提出了新的要求。一种恒温箱快速自适应控温方法。所谓“自适应”随着技术快速发展,各领域对恒温箱的体积、控是指系统按照环境的变化调整其自身,使得其行为在新的或者已经改变了的环境下达到最好或者至少收稿日期:2015-07-26,修回日期:2015
6、-10-14作者简介:宋佳赟(1985-),男,工程师,硕士研究生,主要研究方向:电学计量与测试及交直流大电流、交流小电流等极值量技术。第5期一种恒温箱快速自适应控制方法·51·是容许的特性和功能,这种对环境变化具有适应能力的控制系统称为自适应控制系统。自适应控制系统是采用控制对象特性控制被控参数趋近目标参数的一种控制系统。自适应温度控制系统是利用实际温度与测量温度以及自适应控制方法控制温度逐渐趋近目标温度,实现将被控对象的目标温度控制在特定误差范围内。本文设计的自适应控温方法是通过数字式温度传感器检测恒温箱内部和外部温度,控制器利用检测内外部温度及目标控
7、制温度进行控制决策并输出温度控制信号,经过信号放大模块放大后输出到温图1控制系统结构框图度控制模块,温度控制模块将温度控制信号进行功率变换后输出实际温度控制信号控制加热制冷模本文设计的自适应控制方法采用的核心控制器块,加热制冷模块根据实际控制信号实现加热或制集成串行通信模块和数模转换模块,可以通过串行冷双模态控制,在实现温度控制的同时,不断进行控通信模块与上位机进行通讯。根据恒温箱实际内部温参数的修正,实现对恒温箱内部温度的快速自适温度和预设控制温度实时进行自适应控制决策,通应控制。过内部数模转换输出相应控制信号控制温度慢慢趋近预设控制温度。2系统结构设计
8、方案2.2硬件电路设计温度检测使用的温度传感器内部结构框图如图为了
