[发明专利]一种用于红外光窗防霜除冰控制装置及控制方法

权利要求书

1.一种用于红外光窗防霜除冰控制装置，其特征在于：包括加热单元、温度传感器和控制单元；所述加热单元布设于光窗四周成环形，温度采集的温度传感器置于在光窗表面，加热单元通过控制单元的加热控制信号接口连接加热电源；所述控制单元根据温度信号，触发加热信号，使得加热单元工作；所述加热控制信号接口为一个光MOS管和连接在输出端的固态继电器；当需要加热时，光MOS管的输出端的控制信号TTL为5V时，固态继电器动作，将加热电源接通加热单元，否则TTL为低于5V或悬空时，不能将加热电源接通加热单元。

2.根据权利要求1所述用于红外光窗防霜除冰控制装置，其特征在于：所述加热单元采用加热电阻丝，加热电阻丝两面设有导热耐热材料，胶粘于光窗四周成环形。

3.一种利用权利要求1或2所述用于红外光窗防霜除冰控制装置控制红外光窗防霜除冰的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：设定红外光窗的温度区间为：[T_a，T_b]；

步骤2：若采集到温度为T₀，将温度按照[T_a，T_b]区间进行归一化标定，λ范围归一化为：0～1；

步骤3：设置加热控制信号占空比初值为50％；

步骤4：PID控制器中的比例系数K_p按照步骤2中的λ进行映射，经过离散化计算处理，PID控制器计算表达式：

u(k)=Kp·e(k)+KpTTi·e(k)+ui(k-1)+KpTd·e(k)-e(k-1)T+ud(k-1)]]>

其中：e(k)为采集温度与设定温度偏差，T为采样周期，T_i为积分时间常数，u_i(k-1)为第k-1时刻积分项计算结果，T_d为微分时间常数，u_d(k-1)为第k-1时刻微分项计算结果，u(k)是各项计算之和；

步骤5：加热控制信号占空比:Duty＝T_CMPR/T_period。T_period决定控制信号频率，其中第K时刻T_CMPR(k)＝T_CMPR(k-1)+u(k)，u(k)为步骤4计算的结果，控制信号为PWM脉冲调制信号，占空比自适应调整；

步骤6：对控制信号进行限幅控制，将T_CMPR(k)限制在：0.1*T_period≤T_CMPR(k)≤0.9*T_period区间内，即控制信号占空比范围为：10％～90％，加热信号为周期性信号，占空比实时调整；控制信号按照步骤6实时计算的占空比对加热电源进行控制，达到对加热带加热控制目的。