一种多通道解耦的温度控制方法技术

本发明专利技术公开了一种多通道解耦的温度控制方法，包括：为温度控制系统的输入电压和温度度输出之间构建传递函数矩阵，并通过分别对各个通道逐一提供阶跃电压输入并获得相应的阶跃飞升曲线，由此辨识出传递函数的相应参数；接着设计解耦网络并对温度控制系统执行解耦，最后结合解耦后的传递函数和增量式PID算法，相应对温度控制系统的各个通道执行更为精准的调节控制。通过本发明专利技术，能够极大地降低了多通道之间的耦合性，同时具备温度曲线响应速度快，超调小，调节时间短等优点，因而尤其适用于各类具备强耦合性的温控应用场合。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种多通道解耦的温度控制方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：(a)为作为控制对象且具备多输入多输出通道的温度控制系统构建传递函数模型Y(s)＝G(s)U(s)，也即：Y1(s)··Yn(s)=G11··G1n(s)········Gn1(s)··Gnm(s)U1(s)··Un(s)]]>   (一)其中在模型(一)中，Y(s)表示整个温度控制系统的温度输出矩阵，且各矩阵元素Y1(s)、Y2(s)、…、Yn(s)依次表示编号为1、2、…、n的通道所对应的温度输出；U(s)表示整个温度控制系统的输入电压信号矩阵，且各矩阵元素U1(s)、U2(s)、…、Un(s)依次表示编号为1、2、…、n的通道所对应的输入电压信号；G(s)则表示输入所述电压信号矩阵与所述温度输出矩阵之间的传递函数矩阵，也即其矩阵元素Gij(s)为输入电压信号Uj(s)与温度输出信号Yi(s)之间的传递函数，其中i＝1,2,...,n，j＝1,2,...,n；(b)将所述温度控制系统的加热驱动模块予以断电处理，并使得所有通道的温度处于室温稳定状态；然后，单独对编号为1的通道持续施加阶跃电压信号，同时实时采集各个通道的温度值及记录各通道温度值的变化，绘制出阶跃飞升曲线，直至所有通道采集到的阶跃飞升曲线均达到平衡为止；以此方式，根据此时所获得的阶跃飞升曲线，相应辨识出所述传递函数矩阵G(s)中的第一列元素也即G11(s)，G21(s)，…，Gn1(s)的相关参数；(c)按照步骤(b)所述的方式，分别对编号为2、…、n的通道执行类似操作，相应辨识出所述传递函数矩阵G(s)中其余各列元素的具体相关参数；(d)利用步骤(b)和(c)所共同辨识出的传递函数矩阵G(s)，构建如下的解耦网络G^(s)＝G(s)D(s)，即：G11(s)··Gnn(s)=G11(s)··G1n(s)········Gn1(s)··Gnn(s)D11(s)··D1n(s)········Dn1(s)··Dnn(s)]]>   (二)其中在解耦网络(二)中，G^(s)表示对所述温度控制系统进行解耦后的工作模型，其中G(s)的所有元素G11(s)、G22(s)、……、Gnn(s)在步骤(b)和(c)中已予以辨识，D(s)则表示上述解耦网络自身待求解的传递函数；然后采用将所述传递函数D(s)的对角值设为1的方式，相应求解出所述工作模型G^(s)的最终形式；(e)基于步骤(d)所求解的工作模型G^(s)并结合控制算法，相应调节所述温度控制系统的输出加热信号的占空比，由此对各个通道进行更为精准的温度控制，同时实现解耦效果。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建魁，黄真，薛睿智，程又来，肖德卫，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42