高精度PID温度控制器

一、 电路作业原理

程序启动后, 首要进行PID 参数初始化, 最主要的是对Kp、Ti、Td、T 的初始化, 然后进入 *** 控循环体。首要是采集温度值, 按上述的PID *** 控规则及压控电流源的 *** 控特性核算热电偶冷却器的作业电流I0 的巨细及极性, 然后输出到D/A 转换器, 由其发生VCCS 的输入 *** 控电压V0。程序推迟0.3～0.5s 后, 重复上述进程, 不断依据最新测到的温度核算近来的 *** 控量。这么多次重复后,就能够到达安稳 *** 控温度的意图。图2 给出了程序流程框图。RKC温控器

二、导言

温度 *** 控已成为工业生产、科研活动中很重要的一个环节, 能否成功地将温度 *** 控在所需的规模内关系到整个活动的胜败。因为 *** 控目标的多样性和复杂性, 导致选用的温控手法的多样性。例如: 某种半导体激光器对作业温度的安稳性有较高的请求, 通常要将温度 *** 控在±0.1℃摆布, 才干确保器材输出的激光波长不发生超出请求的漂移, 不然,激光波长的超规模漂移将使研究作业难以展开。为到达这种温控请求, 笔者依据作业中的状况, 选用PID *** 控原理研制成适宜用于小功率半导体器材的温度 *** 控器。该 *** 控器能够到达很好的 *** 控作用, 若精心挑选PID 的各种参数, 温度 *** 控的精度能够到达±0.05℃, 完全能够确保器材的正常作业。

三、 温度 *** 控原理

在上述温控实例中, 器材作业时发生的热量将使器材本身作业温度增加, 最终到达很高的根本安稳的温度。较高的温度将严重影响器材的各种性能参数, 也很可能导致器材不能正常作业, 乃至损坏。温度 *** 控的意图即是将器材的作业温度以必定的精度安稳在一个较低的水平上, 这么一来就请求依据器材作业时的实际状况(如产热量巨细等) 采纳必定的办法,随时将发生的热量即时散掉, 而且请求器材在单位时刻里发生的热量等于 *** 控器在单位时刻里吸收的热量, 若两者到达动态平衡, 则能够坚持器材作业温度的安稳。RKC温度控制器

在必定的 *** 控体系中, 首要将需要 *** 控的被测参数(如温度) 由传感器转换成必定的信号后再与预先设定的值进行对比, 把对比得到的差值信号经过必定规则的核算后得到相应的 *** 控值, 将 *** 控量送给 *** 控体系进行相应的 *** 控, 不停地进行上述作业, 然后到达主动调理的意图。当 *** 控目标的精确数学模型难以建立时, 对比老练且广泛运用的 *** 控办法是选用按差值信号的份额、积分和微分进行核算 *** 控量的办法, 即PID 法, 其 *** 控规则的数学模型为:

其中: K P 为份额系数e 为差值信号, e= T - Tset (T : 温度测量值, Tset: 温度设定值) Ti 为积分常数Td 为微分常数V0、V0-1为当时及前一时刻的 *** 控量。

完成PID *** 控原理的具体办法因体系的不一样而不一样[2]。在咱们的体系中, 选用了增量式核算办法, 而 *** 控量的输出则选用了方位式的输出形式。在数值 *** 控体系中, 其 *** 控规则的数学模型演化为:

其中: T 为采集周期ei、ei-1、ei-2为此时刻、前一时刻、再前一时刻的差值信号。

这种办法的长处在于只需坚持前三个时刻的差值信号, 同时输出 *** 控量的初始设定值不用精确, 就能较快地进入安稳 *** 控进程。RKC智能温控器

四、试验成果

为了验证 *** 控器的作业状况, 咱们设计了一种模拟试验条件, 电路如图3 所示。通过改动R2 的阻值, 便可相应地改动稳压器LM 317 耗费的功率, 也即其本身的温度会相应地改动。在环境温度为24℃时, 当不进行 *** 控时其温度能够到达约70℃后选用本 *** 控器对其进行温度 *** 控, 测得的成果如图4(a)、(b) 所示(图中横坐标为采样时刻序列,每点对应约0.4 秒) , 可见精度到达了±0.05℃, *** 控作用是很好的。

五、 PID 参数的挑选

PID *** 控原理的长处在于能够在 *** 控进程中依据预先设定好的 *** 控规则不停地主动调理 *** 控量以使被控体系朝着设定的平衡状况过度, 最终到达 *** 控规模精度内的安稳的动态平衡状况。

要运用好PID *** 控原理, 要害在于依据实际状况断定PID 的各种参数, 这项作业可能是费时的, 但做好了, 将会进步 *** 控器的运用作用, 到达较高的 *** 控精度, 是值得的。RKC温控器

六、 结束语

如前所述, PID 的主要参数是KP、Ti 及Td。其挑选办法是: 首要依据 *** 控体系的特性断定K p 的极性。在本文中, 其极性应为负, 而不是文献[2]中所请求的正极性而且试验发现, 本体系尽管归于具有推迟效应的温度 *** 控体系, 但Kp 不能挑选过大, 不然将不安稳。其次, Ti 及Td 的挑选相对而言就不是很严厉了, 可依据设计者的请求(如期望积分作用明显仍是微分作用明显) 而定。对于采样周期则能够依据体系呼应的推迟时刻而定, 通常可挑选比体系呼应稍快些即可, 挑选过小的采样周期反而欠好。本文挑选的是与体系呼应时刻适当的采样周期, 约0.3～ 0.5s。PID 参数的挑选不是唯一的, 但必定要挑选好要害参数。在本文中则应细心挑选Kp ,然后再挑选其它参数。只需一组PID 参数能够较好地用于 *** 控体系, 而且 *** 控作用也是较好的, 则阐明这么一组参数是适宜的。

基础款测径仪

在线测径仪采用光电检测原理进行检测，测头部件的工作过程和原理是：发射镜头内置一个点光源，点光源发出的光通过透镜系统（即镜片组）后形成准直平行光视场。准直平行光直接射向接收镜头，经过接收镜头内的透镜系统后聚焦，通过位于焦点位置的光阑小孔后在CCD芯片上成像。当视场中通过被测物时，被测物遮挡的部位将在CCD上出现一个边界清晰的阴影。CCD芯片是测头部件中的光电转换元件，它可以将接收到的光信号转换成电信号。电信号由信号采集电路接收、放大，再进行数字化处理后向上位机传输。

基础款测径仪可对70mm内的轧材机芯外径尺寸的在线检测，被广泛的应用于线缆电缆、电线、橡胶塑料等的在线检测，同时它具备PID调节功能，能通过变频器或电子调速器来控制外径尺寸，实现闭环控制。

激光冷水机该如何选型，以下资料可以作为参照：

一、CO2激光冷水机

（1）、CO2玻璃管激光冷水机

CO2玻璃管主要用玻璃作为外壳，用出光功率进行分类，按照特域冷水机分类方式，相对应以下型号：

80W激光管请选用CW-3000激光冷水机，这种玻璃激光管出光率少，热量也不大，所以不需要制冷控温，只需要使用CW-3000进行散热控温就可以了。

100W激光玻璃管请选用CW-5000激光冷水机

150W激光玻璃管请选用CW-5200激光冷水机

200W激光玻璃管请选用CW-5300激光冷水机

300W激光玻璃管请选用CW-6000激光冷水机

400W激光玻璃管请选用CW-6100激光冷水机

600W激光玻璃管请选用CW-6200激光冷水机

（2）、CO2金属射频管激光冷水机

CO2金属射频管主要用金属作为外壳，也是用出光功率进行分类，按照特域冷水机分类方式，相对应以下型号：

25W以下激光金属射频管请选用CW-5000激光冷水机

30W的激光金属射频管请选用CW-5200激光冷水机

50W的激光金属射频管请选用CW-5300激光冷水机

100W的激光金属射频管请选用CW-6000激光冷水机

150W的激光金属射频管请选用CW-6100激光冷水机

200W的激光金属射频管请选用CW-6200激光冷水机

300W的激光金属射频管请选用CW-6200激光冷水机

二、半导体激光冷水机

（1）、半导体侧泵激光冷水机

半导体侧泵激光发生器，也是用出光功率进行分类，按照特域冷水机分类方式，相对应以下型号：

50W的半导体侧泵激光发生器请选用CW-5200激光冷水机

75W的半导体侧泵激光发生器请选用CW-5300激光冷水机

100W的半导体侧泵激光发生器请选用CW-5300激光冷水机

150W的半导体侧泵激光发生器请选用CW-6100激光冷水机

200W的半导体侧泵激光发生器请选用CW-6200激光冷水机

（2）、半导体端泵激光冷水机

半导体端泵激光发生器，也是用出光功率进行分类，按照特域冷水机分类方式，相对应以下型号：

10W的半导体端泵激光发生器请选用CW-5000激光冷水机

30W的半导体端泵激光发生器请选用CW-5200激光冷水机

三、YAG激光冷水机

YAG激光发生器，也是用出光功率进行分类，按照广州特域的特域冷水机分类方式，相对应以下型号：

50W的YAG激光发生器请选用CW-5300激光冷水机

100W的YAG激光发生器请选用CW-6000激光冷水机

200W的YAG激光发生器请选用CW-6200激光冷水机

300W的YAG激光发生器请选用CW-7000激光冷水机

400W的YAG激光发生器请选用CW-7500激光冷水机

600W的YAG激光发生器请选用CW-7700激光冷水机

四、光纤激光冷水机

光纤激光发生器，也是用出光功率进行分类，按照广州特域的特域冷水机分类方式，相对应以下型号：

30W-300W的光纤激光发生器请选用CW-6000激光冷水机

300W-600W的光纤激光发生器请选用CW-6100激光冷水机

600W-1000W的光纤激光发生器请选用CW-6200激光冷水机

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