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| 基于限幅模糊PID算法的密闭绝热双腔体温度控制 摘要 【目的】在采暖地板蓄热效能检测仪的研究中，采用密闭绝热双腔体结构，即温度检测腔（上腔）和温度调节腔（下腔），同时两腔体之间设有空气循环系统。上腔内密布传感器阵列，进行温度的采集，用以实现对于采暖地板蓄热效能的检测及释热规律的研究；下腔内安装制冷、制热机构，进行温度的调节。地板蓄热效能检测时，需要实现上腔温度为T0的初始检测条件，这就要求控制系统对下腔内冷、热源的功率进行调节，用以实现于上腔初始检测温度的设定。密闭绝热检测腔体在对采暖地板蓄热效能进行检测时，要求上腔在600s内达到初始设定温度，温度误差小于±0.15℃，腔内温度均匀度小于±0.2℃。现控制系统对于上腔温度的调节中存在一定的滞后性，空气循环系统对于下腔内冷、热源控制存在一定的扰动性，传统的控制算法，无法快速、精准地实现对于上腔温度的调节。因此在采暖地板蓄热效能检测仪的密闭绝热双腔体温度控制中，寻求一种更加优化的算法迫在眉睫。【方法】针对检测腔对于初始温度的特殊要求，本文对传统的PID算法进行了改进，提出了一种限幅模糊PID混合算法，用于在密闭绝热双腔体中进行温度控制。系统将根据检测腔内温度的设定值和实际值的偏差，选择模糊和PID不同的算法，以实现温度的快速、精准的调节。模糊控制算法中将温控对象的偏差和偏差变化率以及输出量划分为不同的模糊值，建立模糊规则，形成模糊算法。对温度偏差采样的精确量模糊化，控制器根据模糊规则推理做出模糊决策，求出相应的控制量，变成精确量以调节冷、热源的功率，实现上腔温度达到快速调节的目的。PID控制算法可实现对于温度的精确控制，提高整个设备检测结果的准确率。【结果】本文将改进的模糊PID混合算法与原控制系统及纯PID算法进行实验测试，实验结果表明：1、本方法在520s时，上腔温度达到了稳定的状态，与原设计相比提前了350s；2、温度精度达到±0.1℃；3、腔体内温度均匀度为±0.15℃。以上参数均符合设计要求。【结论】本文改进了传统的控制手段，设计了一种基于限幅模糊PID混合算法的采暖地板蓄热效能检测仪密闭绝热双腔体温度控制系统，实现了通过对下腔温度的调节达到对上腔快速、准确温度调节的目的，为检测初始条件的设定提供可靠保障，提高了整个设备的可靠性，保证了检测结果的准确性。 |
