空调温度控制器的数学模型_空调温度控制器的数学模型叫什么_1

空调温度控制器的数学模型_空调温度控制器的数学模型叫什么

       下面，我将用我自己的方式来解释空调温度控制器的数学模型的问题，希望我的回答能够对大家有所帮助。让我们开始讨论一下空调温度控制器的数学模型的话题。

1.温控器工作原理 神奇的工作原理必须懂

2.温控器开关接线图及原理

3.空调开关控制器工作原理　空调温控器原理

4.软件仿真为什么要用pid控制

5.什么是P.I.D控制？以及在空调中如何使用？

6.如何用实验的方法确定温度控制器的相关参数

温控器工作原理 神奇的工作原理必须懂

       现如今，温度控制器的运用越来越广泛，象电冰箱、空调、锅炉等都得用到。日常经常用到的温度控制器主要分为机械式和电子式。传统多为机械式控制器，但机械式较易损坏且不精确。随着科学技术的迅猛发展，电子控制电路在日常生活中得到了更为广泛的应用，因为它使用更方便且相当精确，对人们的生活起到了深远的影响。但是，大家都知道温控器的工作原理是什么吗?想不想看看是什么样的工作原理可以让它这么的神奇呢?下面让我们一起来看看。

温控器工作原理

       温控器(Thermostat)，根据工作环境的温度变化，在开关内部发生物理形变，从而产生某些特殊效应，产生导通或者断开动作的一系列自动控制元件，或者电子原件在不同温度下，工作状态的不同原理来给电路提供温度数据，以供电路采集温度数据。温控器就是把控制对象的温度操作至需要的温度，这个过程就是温度控制。

温控器的工作原理

       温度控制器可分为：

       1.机械式温度控制器分为：蒸气压力式温度控制器、液体膨胀式温度控制器、气体吸附式温度控制器、金属膨胀式温度控制器。

       其中蒸气压力式温度控制器又分为：充气型、液气混合型和充液型。家用空调机械式温度控制器都以这类温度控制器为主。

       2.电子式温度控制器分为：电阻式温度控制器和热电偶式温度控制器。

       温度控制器工作原理：

       1.蒸气压力式温度控制器

       温度控制器波纹管的动作作用于弹簧，弹簧的弹力是由控制板上的旋钮所控制的，毛细管放在空调机的室内吸入空气的风口处，对室内循环回风的温度起反应。当室温上升至调定的温度时，毛细管和波纹管中的感温剂气体膨胀，使波纹管伸长并克服弹簧的弹力把开关触点接通，此时压缩机运转，系统制冷，直到室温又降至设定的温度时，感温包气体收缩，波纹管收缩与弹簧一起动作，将开关置于断开位置，使压缩机的电动机电路切断。以此反复动作，从而达到控制房间温度的目的。

       2.电子式温度控制器

       电子式温度控制器(电阻式)是采用电阻感温的方法来测量的，一般采用白金丝、铜丝、钨丝以及半导体(热敏电阻等)为测温电阻，这些电阻各有其优确点。家用空调温度控制器的传感器大都是以热敏电阻式。

       冰箱温度控制器原理：

       冰箱温度控制器主要是有一个反馈电路和一个比较器组成。当设定箱内温度后，会用温敏电阻测量箱内温度，当高于设定温度时,会加大功率,加强制冷,反之减小;这样一直作用，就会使之达到设定温度。

地暖温控器

       地暖温控器，又分电地暖温控器和水地暖温控器两种。随着人们对生活品质的提高，在冬季采暖方面一改传统取暖的方法，将取暖设备安装于地板之中，热量从地下散发出来使人倍感舒适。地暖温控器就是为控制这一取暖设备而研制的一种末端控制产品，它可以根据人们的需要分时段的设置开关机或房间温度，从而实现采暖的智能化。

       地暖温控器按输入输出的形式不同可分为数字型温控器和模拟型温控器。数字型温控器一般有液晶显示或数码管显示面板，并通过按键设定、控制温度，模拟型温控器一般采用旋钮或地暖温控器滑块式波段波轮来设定控制温度。

       按照感温对象的不同分为：

       1、机械式温控器

       2、电子式温控器

       3、液晶显示式温控器

       4、室温温控器

       5、地温温控器

       6、双温温控器

       7、无线控制地暖温控器

       8、远程(集中)控制温控器

       关于温控器的知识，看了以上小编的介绍，你的了解有没有多一点了呢。希望能够对大家有所帮助。

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温控器开关接线图及原理

       恒温恒湿空调系统的应用场合越来越多，例如在电子、医院、计量、纺织和光学仪器等领域，以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：

       当室内的温度升高或降低时，恒温恒湿系统的新风空调机组的设定送风温度不会变化，导致制冷或加热的能耗增加；当室内露点温度升高或降低时，恒温恒湿系统的新风空调机组的设定送风露点不会变化，导致除湿或加湿的能耗增加。

       技术实现要素：

       本发明的一个目的在于提出一种能耗小的恒温恒湿系统的控制方法；

       本发明的另一个目的在于提出一种能耗小的恒温恒湿系统。

       为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

       一种恒温恒湿系统的控制方法，包括：

       测量恒温恒湿室内的实际室温T1测和实际室内露点温度T2测；

       根据实际室温T1测与恒温恒湿系统的送风部的设定送风温度T1设的差值△T1对T1设进行校正：T1校＝T1设+f(△T1),其中，△T1＝T1测-T1设，△T1>0时，f(△T1)<0，△T1<0时，f(△T1)>0，T1校为所述送风部的校正后的设定送风温度；

       根据实际室内露点温度T2测与恒温恒湿系统的送风部的设定送风露点温度T2设的差值△T2对T2设进行校正：T2校＝T2设+F(△T2),其中，△T2＝T2测-T2设，△T2>0时，F(△T2)<0，△T2<0时，F(△T2)>0，T2校为所述送风部的校正后的设定送风露点温度。

       进一步地，f(△T1)和F(△T2)分别由控制器通过PID计算得到。

       进一步地，恒温恒湿系统制冷时，送风部校正后的设定送风温度为T1校，

       恒温恒湿系统制热时，所述送风部校正后的设定送风温度为T1’校，T1’校＝T1校-第一死区温度，0<第一死区温度≦1℃；

       恒温恒湿系统除湿时，所述送风部校正后的设定送风露点温度为T2校，

       恒温恒湿系统加湿时，所述送风部校正后的设定送风露点温度为T2’，T2’校＝T2校-第二死区温度，0<第二死区温度≦1℃。

       进一步地，恒温恒湿系统包括冷却单元，当所述恒温恒湿系统用于降温和除湿时，所述恒温恒湿系统通过所述冷却单元进行降温和除湿；所述冷却单元包括第一换热管和设置于所述第一换热管上的第一控制阀，当根据所述T1校和所述T2校的控制所述第一控制阀具有不同的开度变化值时，所述控制器以所述T1校和所述T2校中令所述第一控制阀开度变化值更大的一个来控制所述第一控制阀的开度变化。

       另一方面，本发明采用以下技术方案：

       一种恒温恒湿系统，包括控制器和分别与所述控制器连接的温度调节部、湿度调节部、送风部、室温传感器和室内露点温度传感器；

       所述送风部用于将经过所述温度调节部和所述湿度调节部处理过的空气供入至所述恒温恒湿室内，所述送风部的设定送风温度为T1设，所述送风部的设定送风露点温度为T2设，所述室内温度传感器和所述室内露点传感器分别用于测量恒温恒湿室内的实际室温T1测和实际室内露点温度T2测；

       所述控制器用于根据T1测与T1设的差值△T1对T1设进行校正、以及根据T2测与T2设的差值△T2对T2设进行校正，其中:

       T1校＝T1设+f(△T1),其中，△T1＝T1测-T1设，△T1>0时，f(△T1)<0，△T1<0时，f(△T1)>0，T1校为所述送风部的校正后的设定送风温度，

       T2校＝T2设+F(△T2),其中，△T2＝T2测-T2设，△T2>0时，F(△T2)<0，△T2<0时，F(△T2)>0，T2校为所述送风部的校正后的设定送风露点温度。

       进一步地，f(△T1)和F(△T2)分别由所述控制器通过PID计算得到。

       进一步地，所述湿度调节部包括分别与所述控制器连接的冷却单元和加湿器；当所述恒温恒湿系统用于除湿时，所述控制器关闭所述加湿器并控制所述冷却单元工作；当所述恒温恒湿系统用于加湿时，所述控制器控制关闭所述冷却单元并控制所述加湿器工作。

       进一步地，当所述恒温恒湿系统用于降温和除湿时，所述恒温恒湿系统通过所述冷却单元进行降温和除湿；

       所述冷却单元包括第一换热管和设置于所述第一换热管上的第一控制阀，当分别根据所述T1校和所述T2校的控制所述第一控制阀具有不同的开度变化值时，所述控制器以所述T1校和所述T2校中令所述第一控制阀开度变化值更大的一个来控制所述第一控制阀的开度变化。

       进一步地，所述恒温恒湿系统还包括新风管和回风部，所述新风管和所述回风部的风出口均分别与所述温度调节装置的进风口以及所述湿度调节装置的进风口连通。

       进一步地，所述新风管内设置有过滤结构。

       本发明的有益效果如下：

       本发明提供的恒温恒湿系统及其控制方法，其设定送风温度和设定送风露点温度不是固定的，而是基于实际室温和实际室内露点温度与该设定值的差值对该设定值进行校正、自动调整，采用闭环自动控制，避免恒温恒湿系统高能耗的运行，整体运行成本低。

       附图说明

       图1是本发明优选实施例一提供的恒温恒湿系统控制方法的示意图。

       具体实施方式

       下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

       优选实施例一：

       本优选实施例提供了一种恒温恒湿系统的控制方法，该方法具体为：

       测量恒温恒湿室内的实际室温T1测和实际室内露点温度T2测；

       根据实际室温T1测与恒温恒湿系统的送风部的设定送风温度T1设的差值△T1对T1设进行校正：T1校＝T1设+f(△T1),其中，△T1＝T1测-T1设，△T1>0时，f(△T1)<0，△T1<0时，f(△T1)>0，T1校为送风部的校正后的设定送风温度；

       根据实际室内露点温度T2测与恒温恒湿系统的送风部的设定送风露点温度T2设的差值△T2对T2设进行校正：T2校＝T2设+f(△T2),其中，△T2＝T2测-T2设，△T2>0时，f(△T2)<0，△T2<0时，f(△T2)>0，T2校为送风部的校正后的设定送风露点温度。

       其中，f(△T1)和F(△T2)可以分别由控制器通过PID(Proportion Integration Differentiation)计算得到。PID的运算控制量包括比例单元P、积分单元I和微分单元D。PID运算中把收集到的数据△T1或△T2和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算f(△T1)或F(△T2)。其中，比例单元P、积分单元I和微分单元D以及参考值均可由经验参数或调试参数获得。

       本实施例中，例如，当恒温恒湿系统制冷且T1设＝22℃时，如果T1测＝23℃，△T＝1>0，此时f(△T1)<0，T1校＝22℃+f(△T1)。即当室温偏高，超过设定值22℃时，新风空调机组可以低于22℃的值送风，而不是以22℃送风。当恒温恒湿系统制冷且T1设＝22℃时，如果T1测＝21℃，△T＝1<0，此时f(△T1)>0，T1校＝22℃+f(△T1)。即当室温偏低，超过设定值22℃时，恒温恒湿系统可以以高于22℃的温度值送风，而不是以22℃送风。

       本实施例提供的恒温恒湿系统的控制方法，其设定送风温度和设定送风露点温度不是固定的，而是基于实际室温和实际室内露点温度与该设定值的差值对该设定值进行校正、自动调整，采用闭环自动控制，避免恒温恒湿系统高能耗的运行，整体运行成本低。

       本实施例中，在上述方法的基础上，恒温恒湿系统制冷时，送风部校正后的设定送风温度为T1校，恒温恒湿系统制热时，送风部校正后的设定送风温度为T1’校，T1’校＝T1校-第一死区温度，0<第一死区温度≦1℃；恒温恒湿系统除湿时，送风部校正后的设定送风露点温度为T2校，恒温恒湿系统加湿时，送风部校正后的设定送风露点温度为T2’，T2’校＝T2校-第二死区温度，0<第二死区温度≦1℃。第一死区温度和第二死区温度是指由于恒温恒湿系统无法精确控制的温度区域，其具体值可以根据恒温恒湿系统的控制精度进行选择。

       本实施例中，在上述方法的基础上，恒温恒湿系统包括冷却单元，当恒温恒湿系统用于降温和除湿时，恒温恒湿系统通过冷却单元进行降温和除湿；

       冷却单元包括第一换热管和设置于第一换热管上的第一控制阀，当分别根据T1校和T2校的控制第一控制阀具有不同的开度变化值时，控制器以T1校和T2校中令第一控制阀开度变化值更大的一个来控制第一控制阀的开度变化。

       本实施例还提供了一种用于实现上述恒温恒湿系统控制方法的恒温恒湿系统，其包括控制器和分别与控制器连接的温度调节部、湿度调节部、送风部、室温传感器和室内露点温度传感器；送风部用于将经过温度调节部和湿度调节部处理过的空气供入至恒温恒湿室内，送风部的设定送风温度为T1设，送风部的设定送风露点温度为T2设，室内温度传感器和室内露点传感器分别用于测量恒温恒湿室内的实际室温T1测和实际室内露点温度T2测；

       控制器用于根据T1测与T1设的差值△T1对T1设进行校正、以及根据T2测与T2设的差值△T2对T2设进行校正，其中:

       T1校＝T1设+f(△T1),其中，△T1＝T1测-T1设，△T1>0时，f(△T1)<0，△T1<0时，f(△T1)>0，T1校为送风部的校正后的设定送风温度，

       T2校＝T2设+F(△T2),其中，△T2＝T2测-T2设，△T2>0时，F(△T2)<0，△T2<0时，F(△T2)>0，T2校为送风部的校正后的设定送风露点温度。

       本实施例提供的恒温恒湿系统，其设定送风温度和设定送风露点温度不是固定的，而是基于实际室温和实际室内露点温度与该设定值的差值对该设定值进行校正、自动调整，采用闭环自动控制，避免恒温恒湿系统高能耗的运行，整体运行成本低。

       本实施例中，在上述结构的基础上，f(△T1)和F(△T2)分别由控制器通过PID计算得到。

       本实施例中，在上述结构的基础上，湿度调节部包括分别与控制器连接的冷却单元和加湿器；当恒温恒湿系统用于除湿时，控制器关闭加湿器并控制冷却单元工作；当恒温恒湿系统用于加湿时，控制器控制关闭冷却单元并控制加湿器工作。当恒温恒湿系统用于加湿时，控制器控制以T2’校作为送风部的二次校正后的设定送风露点温度，T2’校＝T2校-第二死区温度，0<第二死区温度≦1℃。

       本实施例中，在上述结构的基础上，温度调节部包括分别与控制器连接的预热单元和再热单元，预热单元包括第二换热管、预热温度传感器和设置于第二换热管上的第二控制阀，预热温度传感器用于测量第二换热管的实际预热温度T11测；控制器用于在第二换热管的实际预热温度T11测大于换热管的设定预热温度时减小第二控制阀的开度，在实际预热温度T11测小于换热管的设定预热温度时增大第二控制阀的开度。

       本实施例中，在上述结构的基础上，恒温恒湿系统还包括新风管和回风部，新风管和回风部的风出口均分别与温度调节装置的进风口以及湿度调节装置的进风口连通。新风管内优选但不局限为设置有过滤结构。

空调开关控制器工作原理　空调温控器原理

       温控器开关接线图及原理：

       温控器的接线，下面是温控器端子结构图。

       9和10温控器电源输入端，接220伏交流电，12和13，1和2，温控器报警输出电路，串联在报警电路或指示灯电路当中，14，15，16继电器输出端，接继电器线圈。

       控制温控电路工作或停止，3和4是固态继电器输出端，接固态继电器输入端，6,7,8,三个端子，接热电阻，7和8接热电阻互相短接的两根线，另外一根接6号端子。

       电风扇散热控温电路：

       220伏交流电经过漏电断路器 ，接温控仪电源输入端相和中，中接零线，相接火线，中接总，高接电风扇，火线直接接电风扇，总和高是一对常闭触点，只有热电偶探测到的环境温度低于温控仪的设置温度时断开，环境温度高于温控仪的设置温度时，高处于闭合状态。

       动作过程：漏电断路器合闸，火线与电风扇接通，零线经过中接到总上，环境温度比设置温度高时，总合高是闭合的，零线和电风扇接通，电风扇运行降温，当环境温度低于设置温度时，总和高断开，电风扇停止运行。

软件仿真为什么要用pid控制

       现在大大小小的商城，各种的公共场所都安装有空调，空调开关控制器就是用来控制空调的一种控制器。通过这种控制器可以实现对空调模式的控制，可以改变空调，是吹热风还是吹冷风，而且可以调控空调的温度，非常大程度的方便了人们对空调的控制。那么空调开关控制器，是怎么控制空调的呢?下面就由小编来为大家详细介绍一下空调开关控制器的工作原理。

空调控制器工作原理

       温度控制根据“上限温度”和?“下限温度”两个参数进行，假设“上限温度”为20℃，“下限温度”为18℃，则当温控探头感知到的温度高于20℃时启动制冷，一直到温度低于18℃时停止制冷，将温度控制在18℃-20℃之间。

空调远程控制器的压缩机开机延时保护

       控制器内有一个“压缩机停机计时器”，当压缩机停机时开始计时，下一次启动压缩机前首先检查这个计时器，如果已满三分钏则立即启动压缩机，如果不满三分钟则等满三分钟再启动。这样可以保证停机后再启动间隔大于三分钟，以防止频繁启动损坏压缩机。?另外控制器刚通电的三分钟内也不会启动压缩机，这样在突然停电再来电的情况下也能保护压缩机。(注：压缩机开机延时保护时间是可调的，以上假定设置成三分钟)

空调温控器原理

       温度控制器是对空调房间的温度进行控制的电开关设备。温度控制器所控制的空调房间内的温度范围一般在18℃-28℃。窗式空调常用的温度控制器是以压力作用原理来推动触点的通与断。其结构由波纹管、感温包(测试管)、偏心轮、微动开关等组成一个密封的感应系统和一个转送信号动力的系统。

控制方法一般分为两种;

       一种是由被冷却对象的温度变化来进行控制，多采用蒸气压力式温度控制器，另一种由被冷却对象的温差变化来进行控制，多采用电子式温度控制器。温控器分为：机械式分为：蒸气压力式温控器、液体膨胀式温控器、气体吸附式温控器、金属膨胀式温控器。其中蒸气压力式温控器又分为：充气型、液气混合型和充液型。家用空调机械式都以这类温控器为主。电子式分为：电阻式温控器和热电偶式温控器。

       通过小编上面的介绍，相信大家对于空调开关控制器以及它的工作原理已经有了一定的了解。空调开关控制器不仅可以但是空调的温度和开关，而且还可以控制空调的各种模式，非常的方便。小编在这里推荐大家选择一些大品牌的空调开关控制器，因为大品牌的空调开关控制器不论从质量还是售后服务来讲都是比较可靠的。希望通过小编的介绍，能够帮助到大家了解到空调开关控制器的工作原理。

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什么是P.I.D控制？以及在空调中如何使用？

       首先，Matlab和Simulink是用数学模型仿真一个物理量在时域的变化过程，比如空调控制温度，

       你设定室温为26度，但现在的实际温度是18度，这是的误差就是26度-18度等于8度

       所以这里的误差是指

       一个变量的实际值和你的预期值的差，而不是机械因为损耗所产生的效率损失。

       然后，对于控制就是为达到预期值所作的更正，比如现在空调温度差8度，所以控制器要使空调加热，当温度高于预期值26度时，要使空调停止加热。这里面就有很多控制方法，PID也是其中之一。当然对于空调不需要用PID，但是一些复杂的控制，PID就很有用。

如何用实验的方法确定温度控制器的相关参数

       什么是PID控制？

        目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。一个控控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上；控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器。不同的控制系统，其传感器、变送器、执行机构是不一样的。比如压力控制系统要采用压力传感器。电加热控制系统的传感器是温度传感器。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intelligent regulator)，其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。

       利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器，能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC)，还有可实现PID控制的PC系统等等。 可编程控制器(PLC)是利用其闭环控制模块来实现PID控制，而可编程控制器(PLC)可以直接与ControlNet相连，如Rockwell的PLC-5等。还有可以实现PID 控制功能的控制器，如Rockwell 的Logix产品系列，它可以直接与ControlNet相连，利用网络来实现其远程控制功能。

        1、开环控制系统

        开环控制系统(open-loop control system)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输出没有影响。在这种控制系统中，不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。

        2、闭环控制系统

        闭环控制系统(closed-loop control system)的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出，形成一个或多个闭环。闭环控制系统有正反馈和负反馈，若反馈信号与系统给定值信号相反，则称为负反馈( Negative Feedback)，若极性相同，则称为正反馈，一般闭环控制系统均采用负反馈，又称负反馈控制系统。闭环控制系统的例子很多。比如人就是一个具有负反馈的闭环控制系统，眼睛便是传感器，充当反馈，人体系统能通过不断的修正最后作出各种正确的动作。如果没有眼睛，就没有了反馈回路，也就成了一个开环控制系统。另例，当一台真正的全自动洗衣机具有能连续检查衣物是否洗净，并在洗净之后能自动切断电源，它就是一个闭环控制系统。

        3、阶跃响应

        阶跃响应是指将一个阶跃输入（step function）加到系统上时，系统的输出。稳态误差是指系统的响应进入稳态后，系统的期望输出与实际输出之差。控制系统的性能可以用稳、准、快三个字来描述。稳是指系统的稳定性(stability)，一个系统要能正常工作，首先必须是稳定的，从阶跃响应上看应该是收敛的；准是指控制系统的准确性、控制精度，通常用稳态误差来(Steady-state error) 描述，它表示系统输出稳态值与期望值之差；快是指控制系统响应的快速性，通常用上升时间来定量描述。

        4、PID控制的原理和特点

        在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。

        比例（P）控制

        比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error）。

        积分（I）控制

        在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统（System with Steady-state Error）。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。

        微分（D）控制

        在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。 自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会 出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后(delay)组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。

        5、PID控制器的参数整定

        PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡 <-- adcode -->

       ，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。

        PID参数的设定：是靠经验及工艺的熟悉，参考测量值跟踪与设定值曲线，从而调整P\I\D的大小。

        PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照：

        温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s

        压力P: P=30~70%,T=24~180s,

        液位L: P=20~80%,T=60~300s,

        流量L: P=40~100%,T=6~60s。

       书上的常用口诀：

        参数整定找最佳，从小到大顺序查

        先是比例后积分，最后再把微分加

        曲线振荡很频繁，比例度盘要放大

        曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳

        曲线偏离回复慢，积分时间往下降

        曲线波动周期长，积分时间再加长

        曲线振荡频率快，先把微分降下来

        动差大来波动慢。微分时间应加长

        理想曲线两个波，前高后低4比1

        一看二调多分析，调节质量不会低

        这里介绍一种经验法。这种方法实质上是一种试凑法，它是在生产实践中总结出来的行之有效的方法，并在现场中得到了广泛的应用。

        这种方法的基本程序是先根据运行经验，确定一组调节器参数，并将系统投入闭环运行，然后人为地加入阶跃扰动（如改变调节器的给定值），观察被调量或调节器输出的阶跃响应曲线。若认为控制质量不满意，则根据各整定参数对控制过程的影响改变调节器参数。这样反复试验，直到满意为止。

        经验法简单可靠，但需要有一定现场运行经验，整定时易带有主观片面性。当采用PID调节器时，有多个整定参数，反复试凑的次数增多，不易得到最佳整定参数。

        下面以PID调节器为例，具体说明经验法的整定步骤：

        1让调节器参数积分系数S0=0，实际微分系数k=0，控制系统投入闭环运行，由小到大改变比例系数S1，让扰动信号作阶跃变化，观察控制过程，直到获得满意的控制过程为止。

        2取比例系数S1为当前的值乘以0.83，由小到大增加积分系数S0，同样让扰动信号作阶跃变化，直至求得满意的控制过程。

        3积分系数S0保持不变，改变比例系数S1，观察控制过程有无改善，如有改善则继续调整，直到满意为止。否则，将原比例系数S1增大一些，再调整积分系数S0，力求改善控制过程。如此反复试凑，直到找到满意的比例系数S1和积分系数S0为止。

        4引入适当的实际微分系数k和实际微分时间TD，此时可适当增大比例系数S1和积分系数S0。和前述步骤相同，微分时间的整定也需反复调整，直到控制过程满意为止。

        注意：仿真系统所采用的PID调节器与传统的工业 PID调节器有所不同，各个参数之间相互隔离，互不影响，因而用其观察调节规律十分方便。

        PID参数是根据控制对象的惯量来确定的。大惯量如：大烘房的温度控制，一般P可在10以上,I=3-10,D=1左右。小惯量如：一个小电机带

        一水泵进行压力闭环控制，一般只用PI控制。P=1-10,I=0.1-1,D=0,这些要在现场调试时进行修正的。

        我提供一种增量式PID供大家参考

        △U(k)=Ae(k)-Be(k-1)+Ce(k-2)

        A=Kp(1+T/Ti+Td/T)

        B=Kp(1+2Td/T)

        C=KpTd/T

        T采样周期 Td微分时间 Ti积分时间

        用上面的算法可以构造自己的PID算法。

        U（K）=U（K-1）+△U（K）

       智能控制方法。智能温度控制方法包括自适应控制算法、智能PID算法以及参数自整定方法。自适应控制算法能根据控制对象的特点建立数学模型,通过一系列优化运算决定控制量的大小。智能PID算法是在纂本PID算法的基础上,附加一些新的规则使PID调节适应过程变量的变化,达到较好的控制效果。控制器不仅能完成PID参数自整定,而且还能在程序运行中,根据给定条件调用不同的PID参数组。

       多种工作方式。智能温度控制器具有准备(READY)、运行(RUN)、保持(HOLD)、测试(TEST)、结束(END)、PV启动、自动(AUTO)、手动(MANUAL)等多种工作方式,以满足温度过程控制的需要。

       强大的程序功能。支持工艺曲线数量,每条工艺曲线的段数,参数的设置范围,曲线的链接和循环,各种事件的数量等内容反映了控制器的程序处理能力。例如DCP31智能温度控制器,工艺曲线数量19条,每条工艺曲线30段,时间设置范围从0到99小时59分,曲线的链接0~19,程序循环次数0~9999,还有8种操作和时间事件在编程时可供选择。

       多种报警设置。智能温度控制韶支持多种报警形式,如温度上、下限报警,温度偏差报警,温度绝对值报警等,报警是否生效,在什么条件下报警都可以通过参数设置完成。

       模块化结构。硬件和软件的模块化结构是智能温度控制器的一大特点,根据使用者的不同要求,采用不同的模块组合,完成特定的控制功能。在进行选择时,主要考虑与输人信号有关的输人模块,与输出控制相关的输出模块,与数据通讯相关的通讯模块及与控制相关的控制模块等。

       参数化设置。简单而方便的参数化设置,使得智能温度控制器应用更加灵活,强大的控制能力和过程适应性都是通过参数设置完成的。参数可分为功能参数、传感器参数、控制参数和工艺参数等4类。功能参数决定了控制器的软硬件组成和结构,传感器参数与输人信号有关,控制参数与过程变量控制有关,工艺参数取决于现场工艺要求。

       较强的过程显示功能。智能温度控制器采用LED或LCD显示器,支持测量值(PV),设定值(SP),程序号,段号,工艺曲线,工作状态和工作信息显示等。这些显示信息基本能满足温度过程控制要求,使操作者一目了然地观察到控制器工作状态,了解过程控制变量的变化情况。

       好了，关于“空调温度控制器的数学模型”的话题就讲到这里了。希望大家能够对“空调温度控制器的数学模型”有更深入的了解，并且从我的回答中得到一些启示。