[发明专利]PID控制方法

说明书

本发明提供了PID控制方法，包括：步骤A：采集系统内的温度和湿度；步骤B：根据设定温度和设定湿度、采集到的当前温度和当前湿度，控制系统内PTC加热器、恒温恒湿系统内元器件的输出功率；步骤C：利用增量式PID算法，根据所述设定温度与当前温度的差值、设定湿度与当前湿度的差值计算，同时根据调节PTC加热器的启动时间和恒温恒湿系统内元器件的输出功率。本发明提供的PID控制方法基于实际室温和实际温度与该设定值的差值对系统内进行校正、自动调整，采用闭环自动控制，避免被控区间空气温湿度频繁波动、恒温恒湿系统高能耗的运行，降低了整体运行成本，提高了温湿度控制精度。

技术领域

本发明属于电气控制领域，具体涉及一种PID控制涉及一种恒温恒湿系统的PID控制方法。

背景技术

目前，恒温恒湿系统的应用场合越来越多，例如在电子、医院、计量、纺织和光学仪器、食品等领域，特别是雪茄、红酒等对环境要求苛刻的领域，需要保证一些产品或操作处于恒温恒湿的环境。但是，目前的恒温恒湿系统存在以下问题：

制冷系统不能精确控制蒸发器（即换热器）的表面温度，在室内仅有制冷需求而无除湿需求时，随着压缩机启动后，蒸发器的温度在空气温度对应的露点温度以下，导致空气中的水分被冷凝，引起湿度下降，由此而导致系统的被动加湿，造成湿度波动和能耗的增加。

由于不能精确控制蒸发器的表面温度，在系统仅有除湿需求无制冷需求时，压缩机启动后，蒸发器温度远低于空气温度对应的露点温度，导致系统内的空气被动制冷，引起温度波动，由于温度降低后系统自动加热和升温，也会导致能耗的增加。

发明内容

本发明的目的是:提供一种精确控制且耗能低的恒温恒湿系统的PID控制方法。

为此，本发明提供了PID控制方法，包括：

步骤A：采集系统内的温度和湿度；

步骤B：根据设定温度和设定湿度、采集到的当前温度和当前湿度，控制系统内PTC加热器、循环水泵、循环风扇的输出功率；

步骤C：利用增量式PID算法，根据所述设定温度与当前温度的差值、设定湿度与当前湿度的差值计算，同时根据调节PTC加热器、循环水泵、循环风扇的输出功率。

所述步骤A具体为：每隔N秒采集一次系统内的当前温度和当前湿度，1≤N≤5。

所述步骤C中的增量式PID算法通过如下公式计算和调节PTC加热器：

△u(k)=Lp×[e(k)-e(k-1)]+Li×e(k)+Ld×[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]，

其中△u(k)为PTC加热器的输出功率增值变化率，Lp为比例参数，Li积分参数，Ld为微分参数；e(k)为采集到的当前温度与设定温度的差值；e(k-1)为前一次的e(k)值，e(k-2)为前一次的e(k-1)值，最终PTC开启的时间（时间由增值决定，如果增值一直是+，那加热器会一直工作，增值-，直到PWM为零，加热器停止工作）为：PWM（加热器最终输出功率）=PWM1（当前加热器输出功率）+△u(k)。

在本发明的实施例中，为了保证调节精度和快速反应，在PTC加热器的PID控制中没有设定死区温度，所述步骤C还包括（当采集到的当前温度≥设定温度时强制退出PID控制）无上死区，且（当采集到的当前温度＜设定温度时，进入PID控制）无下死区。

在本发明的实施例中，为了保证调节精度和快速反应，在湿度调节过程中，所述步骤C中的增量式PID算法通过如下公式计算和调节循环水泵：

△u(k)=Hp×[e(k)-e(k-1)]+Hi×e(k)+Hd×[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]，