基于自适应模糊PID的水温控制方法及其控制系统

摘要

本发明提供了一种基于自适应模糊PID的水温控制方法及其控制系统，采用模糊控制与PID算法中的PI算法相结合构成的模糊PID控制器对水温进行实时监测和调整，即通过微处理器实时采集冷水温度、热水温度及混合后温水的出水温度，将混合后温水的出水温度与预设温度进行对比，利用模糊PID算法控制冷水和热水的流速，从而使其混合后温水的出水温度恒定。该发明调温反应快速且精确度高。

主权项

一种基于自适应模糊PID的水温控制方法，其特征在于，采用模糊控制与PID算法中的PI算法相结合构成的模糊PID控制器对水温进行实时监测和调整，具体包括如下步骤：S1：获取预设水温T₀，获取第一温度传感器检测的冷水温度T₁，获取第二温度传感器检测的热水温度T₂，获取第三温度传感器检测的混合后温水的出水温度T₃；S2：计算误差E＝T₃‑T₀，误差变化率E_c＝dE/dt；S3：由模糊PID控制器的模糊算法整定PID参数中的比例参数K_p和积分参数K_i；S4：计算K_p′＝K_p*(T₂‑T₁)，K_i′＝K_i*(T₂‑T₁)；S5：将K_p′作为新的比例参数，K_i′作为新的积分参数，计算出比例输出U_p＝K_p′*E，积分输出U_i＝U_i+K_i′*(E‑E_p)，式中，E_p为前一次的误差；S6：计算输出OUT＝U_p+U_i；S7：判断OUT是否小于0，如果是，则表示需要升温，进入步骤S8，否则，则表示不需要升温，进入步骤S9：S8：设定冷水流速V₁＝0.3，热水流速V₂＝0.3+|OUT|；S9：设定热水流速V₂＝0.7，冷水流速V₁＝0.7‑|OUT|；S10：根据冷水流速V₁和热水流速V₂调整第一电磁阀的PWM占空比和第二电磁阀的PWM占空比，来调整冷水和热水的流速，从而将水温调整到预设水温T₀。