用普通继电器控制烤箱温度

只看该作者 · 2022-2-18 10:40

现在在整一个用普通继电器控制烤箱温度的产品，要求温度值是正负5度的馒头波。
采用增量式PID算法：⊿U(n)=Kp[e(n)-e(n-1)]+Kie(n)+Kd[e(n)-2e(n-1)+e(n-2)]
采用周期约2S:即AD 2S读一次。
现在继电器的工作周期已确定，用PID来改占空比。
实际上，馒头波不理想，有时会往上跑或往下跑，不平整。
请问各位大佬有没好方法，详细说说，谢谢

只看该作者 · 2022-2-18 10:53

有曲线图吗？
把设定温度、实测温度、PID输出量绘制成曲线。

1万 · 2022-2-18 23:16

本帖最后由 xch 于 2022-2-18 23:21 编辑

⊿U(n) 是什么东西？ U(n-1)+⊿U(n) 是继电器吸合/释放时长？

只看该作者 · 2022-2-19 08:07

LcwSwust 发表于 2022-2-18 10:53
有曲线图吗？
把设定温度、实测温度、PID输出量绘制成曲线。

设定温度就一直线；实测温度就是一镘头波，中心值理论上是设定温度，但有时会偏离；
曲线汇出后，有什么用吗？能否细说一下呢。

只看该作者 · 2022-2-19 08:08

xch 发表于 2022-2-18 23:16
⊿U(n) 是什么东西？ U(n-1)+⊿U(n) 是继电器吸合/释放时长？

⊿U(n) 是个补偿值，与上次的继电器升温时间相加，改变下次的升温时间

1万 · 2022-2-19 10:19

什么是馒头波？一开始温度上升，中间一段基本不变，时间长了，温度一直向下吗？像个带通滤波？

1万 · 2022-2-19 11:22

从心开始发表于 2022-2-19 08:08
⊿U(n) 是个补偿值，与上次的继电器升温时间相加，改变下次的升温时间

应该是PID中各系数值太大。你的计算公式缺了回收残余控制量，控制就太粗糙了。比如输出控制量被量化四舍五入取整后，不足整数部分误差需要回收，累计到后续控制中。

只看该作者 · 2022-2-19 11:46

表示，不懂，继电器开停的周期有要求，不知道PID要怎么搞。

只看该作者 · 2022-2-20 10:41

本帖最后由 wanwenhao1 于 2022-2-20 11:01 编辑

电烤箱使用的加热器热惯性太大，使用继电器（它不允许频繁开关）控制温度一般很难精确。楼主不如使用过零触发的可控硅（过零触发能防止对电力系统干扰）电路，直接设定控制的温度。当上电初期温度稳定后，箱内感温探头处温度的上下波动范围达到正负5℃以内应该不难。

这里有一个小技巧，上世纪80年代，做过孵化鹌鹑的保温箱控制器，用灯泡作为发热器，控制器使用稳压电源控制的继电器，感温用的双金属片控制稳压器的电压调整信号，要求控制精度±0.5℃，用水银温度计监测实际温度。发现如果直接控制灯泡，其热惯性比较大，很容易超过±0.5℃的要求，于是改用两个灯泡，一只常亮作为基本加热单元，保证常亮时温度比要求的温度略低。继电器控制另一只灯泡调整温度，这样的热惯性就小很多。楼主也可以借鉴这个方法，减小加热器的热惯性，减小因热惯性引起的温度波动范围。

1万 · 2022-2-22 10:33

PID 用作加热控制本身不好。
加热系统不是线性的，最好简单建模，用预测和修正参数方法来控制。

只看该作者 · 2022-2-23 08:25

wanwenhao1 发表于 2022-2-20 10:41
电烤箱使用的加热器热惯性太大，使用继电器（它不允许频繁开关）控制温度一般很难精确。楼主不如使用过零触 ...

好的，谢谢

只看该作者 · 2022-2-23 08:29

xch 发表于 2022-2-22 10:33
PID 用作加热控制本身不好。
加热系统不是线性的，最好简单建模，用预测和修正参数方法来控制。 ...

⊿U(n) 是个补偿值，与上次的继电器升温时间相加，改变下次的升温时间。
我目前就是用PID换算出⊿U(n) ，然后把这个值加到上次的升温时间。
升温时间变了，那占空比也就变了。
我看很多烤箱也是用继电器的，镘头波形不错。
我这个镘头波初始还好，但时间长了会往上或往下走，不平稳。
建模如何理解？

只看该作者 · 2022-2-23 08:36

镘头波底部不稳，就是这样，想调成底部稳一点

只看该作者 · 2022-2-23 08:37

从心开始发表于 2022-2-23 08:25
好的，谢谢

只能用继电器的

1万 · 2022-2-23 10:08

从心开始发表于 2022-2-23 08:29
⊿U(n) 是个补偿值，与上次的继电器升温时间相加，改变下次的升温时间。
我目前就是用PID换算出⊿U(n) ， ...

比如

这张图是一个最简单的加热系统模型。
IG1 表示加热功率，C1 表示热容量，R1 标识散热热阻，VG1 表示环境温度,VF1 是内部温度。

用普通继电器控制烤箱温度

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