一種溫度控制方法與流程
2023-11-12 03:10:52
本發明涉及建築節能領域，涉及一種溫度控制方法。
背景技術：
溫度控制方法的設計依據是目前居民小區採取分戶供熱計量的方式，根據每家每戶的熱量計量表來收取供熱費用基於這方面考慮，為了合理、節約用能和節省用戶暖開支，設計了一種控制方法來作為溫度控制機械的中心處理方法，從而達到溫度控制的目的。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明提供一種解決或部分解決上述問題的一種溫度控制方法。
為達到上述技術方案的效果，本發明的技術方案為：一種溫度控制方法，核心為溫度控制模型；
而且，溫度控制模型為一個線性調節器，它根據設定的溫度值與實際輸出的溫度值的偏差經過積分、微分後，再通過線性組合構成控制量，對控制對象進行控制，溫度控制模型的計算公式如下：
其中，t為溫度控制模型的當前時間，u(t)為溫度控制模型的輸出，e(t)為溫度控制模型的輸入，即為設定的溫度值與實際輸出的溫度值的偏差，r1為積分時間常數，r2為微分時間常數；
e(t)與溫度控制模型的控制偏差相關，它的值越大，調節時間越短，溫度控制模型的控制偏差越小；
r1∫e(t)dt為了消除溫度控制模型的偏差，它的值越大，其的積分作用越弱，有利於對溫度控制模型進行參數項的調節；
的作用為感知偏差變化趨勢，微分時間常數越大，抑制溫度控制模型的變化的作用越強，反之，越弱；
而且，溫度控制模型的計算公式在確定後，需要對其進行調節，調節的過程為：
第一步：比例整定，首先將積分時間常數和微分係數取零，即取消微分和積分作用，採用純比例控制，並且將純比例控制的比例係數由小到大變化，由此觀察溫度控制模型的輸出，直至溫度控制模型的輸出趨向穩定，確定純比例控制的比例係數；
第二步：積分整定，將積分時間常數由小逐漸增加，積分作用就逐漸增強，觀察溫度控制模型的輸出會發現，溫度控制模型的靜差會逐漸減少直至消除，反覆作用幾次，直到消除溫度控制模型的靜差的速度滿意為止；
第三步：微分整定，將微分時間常數從零逐漸增加，觀察超調量的穩定性，同時相應地微調積分時間常數，逐步微調，直到超調量趨向穩定為止。
本發明的有益成果是：本發明從數學的角度進行溫度控制方法的認定，通過數學模型的建立，對其中涉及的參數的限定，嚴格地將數學模型的框架確定下來，以保證溫度控制方法的完整性以及有效性。
具體實施方式
為了使本發明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行詳細的說明。應當說明的是，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明，能實現同樣功能的產品屬於等同替換和改進，均包含在本發明的保護範圍之內。具體方法如下：
實施例1：一種溫度控制方法，核心為溫度控制模型；
而且，溫度控制模型為一個線性調節器，它根據設定的溫度值與實際輸出的溫度值的偏差經過積分、微分後，再通過線性組合構成控制量，對控制對象進行控制，溫度控制模型的計算公式如下：
其中，t為溫度控制模型的當前時間，u(t)為溫度控制模型的輸出，e(t)為溫度控制模型的輸入，即為設定的溫度值與實際輸出的溫度值的偏差，r1為積分時間常數，r2為微分時間常數；
e(t)與溫度控制模型的控制偏差相關，它的值越大，調節時間越短，溫度控制模型的控制偏差越小；
r1∫e(t)dt為了消除溫度控制模型的偏差，它的值越大，其的積分作用越弱，有利於對溫度控制模型進行參數項的調節；
的作用為感知偏差變化趨勢，微分時間常數越大，抑制溫度控制模型的變化的作用越強，反之，越弱；
而且，溫度控制模型的計算公式在確定後，需要對其進行調節，調節的過程為：
第一步：比例整定，首先將積分時間常數和微分係數取零，即取消微分和積分作用，採用純比例控制，並且將純比例控制的比例係數由小到大變化，由此觀察溫度控制模型的輸出，直至溫度控制模型的輸出趨向穩定，確定純比例控制的比例係數；
第二步：積分整定，將積分時間常數由小逐漸增加，積分作用就逐漸增強，觀察溫度控制模型的輸出會發現，溫度控制模型的靜差會逐漸減少直至消除，反覆作用幾次，直到消除溫度控制模型的靜差的速度滿意為止；
第三步：微分整定，將微分時間常數從零逐漸增加，觀察超調量的穩定性，同時相應地微調積分時間常數，逐步微調，直到超調量趨向穩定為止。
可以對溫度控制模型進行擴展，對其中涉及的數據進行處理，溫度數據處理是溫度控制模型的核心內容之一，主要分為兩部分：傳感器軟體配置與數據處理、室溫設定值調節。首先，分析數據結構，其數據包由兩部分組成，分為小數部分和整數部分。一次完整的數據傳輸為，高位先出，接著出低位。
數據格式為：溫度整數數據以及溫度小數數校驗，其中，校驗和數據是前四個字節相加的結果。通過單數據線輸出的是未經編碼的二進位數據，各字節數據之間需要單獨處理，且該傳感器一次通訊時間最大為10s，主機連續釆樣間隔最好不小於2s。
實施例2：溫度控制方法如果對硬體部分進行設計，主要包括控制器工作模式選擇、溫度採集模塊、室溫設定值的調節、定時器的配置、無線通信和閥門開關的中斷處理等。具體總體流程如下：
工作模式選擇仍然是需要首先判斷的，將工作模式分為自動模式和主動模式。
首先，進入自動模式，查看無線接收緩衝區中是否有遠程控制指令需要執行，然後採集溫度值，作為模糊計算的參量，最後輸出時間比例信號，控制暖氣電磁閥的打開時間。在溫度調節環節，用戶可實現對室溫值的自由設定。溫度控制模型進入主動模式，主動模式下存在網絡控制、溫度設定值調節和時間比例輸出控制功能，在這個工作模式下，傳感器正常工作。
溫度控制方法中可以選用意法半導體推出的作為微處理器，該款微處理器為內核，具有低功耗、高性能、功能強大等優點，完全能夠滿足本實施例對微處理器的要求；採用極低功率的無線收發器實現無線通信功能，該收發器與微處理器之間通過線接口通信，實現數據傳輸以及和家庭智能終端的組網，而傳感部分可以擴展包括人體傳感器和電流傳感器，人體熱釋電傳感器實現人員存在的檢測，作為下發控制指令的判決之一，電流傳感器獲取用電迴路的電流信息，經過信號調理電路，將迴路電流信息傳送給，作為其控制交流接觸器迴路通斷的另一判據；此外，控制器還設計有門檻電流檔位調節按鍵、控制器手動自動工作模式選擇鍵和一鍵切斷接通用電迴路的功能。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明的權利要求保護範圍。同時以上說明，對於相關技術領域的技術人員應可以理解及實施，因此其他基於本發明所揭示內容所完成的等同改變，均應包含在本權利要求書的涵蓋範圍內。
本發明的有益成果是：本發明從數學的角度進行溫度控制方法的認定，通過數學模型的建立，對其中涉及的參數的限定，嚴格地將數學模型的框架確定下來，以保證溫度控制方法的完整性以及有效性。