为了更好地解决化学沉淀过程中薄膜型硫化铅红外传感器温度控制的问题,通过调节PID控制算法设计了一种自动化学沉淀温度控制系统。式硫化铅红外传感器的化学成膜工艺满足温度控制要求。化铅红外传感器膜是通过将多种化学物质添加到根据特定规则在一定温度条件下放置基板的反应杯中并加热到特定温度曲线而制备的,制备的溶液发生化学反应。后在衬底上形成硫化铅膜。前的温度控制方法是甘油加热方法,其手动使用120℃的甘油,并通过油泵注入反应罐加热罐中。
证。了提高化学沉淀过程中温度控制的精度,设计了具有自动控制模糊并自动控制化学加热沉淀温度的自动控制系统,精度为±1.5并与红外传感器形成化学薄膜硫化铅薄膜型。
程的温度控制要求。系统的主要目的是根据单片机有效控制所定义的温度曲线,提高化学沉淀的温度。制系统硬件包括一个89C55WD MCU,一个AI501温度计,一个D / A转换器和一个V / I转换器,一个AIJK3电源设置触发器,电热丝,一个沉淀池,一个微型打印机,液晶显示器等AI501温度计测量沉积物溶液的温度,通过串行端口发送89C55WD单片机,显示,存储和打印数据,执行模糊PID控制,生成数字信号,然后转换电流信号D / A转换和V / I转换的标准值为0-20 mA。
制功率设定触发器提供加热电压,以确保物料液体的温度根据设定的温度曲线变化。准化学沉淀温度曲线是从初始温度(18到22°C)到最终温度90°C的不断增加的非线性曲线。了促进对单芯片的处理,将标准连续非线性化学沉淀温度分为多个线段,每个短线段近似为直线段,并建立标准的线性化化学沉淀温度曲线。
MCU根据每个线段的起点温度,终点温度,起点时间参数和终点时间参数来计算相应点的斜率和温度值。1显示了三种类型的红外硫化铅传感器中每一种的标准温度沉淀曲线。中:K代表斜率,TB1代表片段的最终温度,TB0代表片段的初始温度,t1代表片段的结束时间,t0代表片段的初始时间,TB代表标准温度,t代表当前的降水时间。同的红外硫化铅传感器具有非常不同的标准化学沉淀温度曲线。
了易于使用,系统可以输入新曲线或更改曲线参数。了实现精确控制,基于PID控制和模糊控制的优缺点,采用模糊自整定PID控制算法控制化学沉淀液的温度。动化学沉淀温度控制系统可以根据实际情况调整比例系数Kp,积分系数Ki和微分系数Kd,以便实时获得最佳的调整效果。系统的结构如图2所示。PID控制中,Kp值的选择取决于系统的响应速度。初始调整阶段,应使用较大的Kp值以提高响应速度。设置的中间,Kp取较低的值,以便控制过程减少温度的过冲或加热不足,并确保系统更快的响应。度:为了提高加热过程中的控制精度,在最后的调节步骤中会适当地调节Kp值,以减小静差。1列出了Kp控制的设计。
温度控制过程中,集成的Ki功能包括消除温度控制过程中的稳态误差。
温度控制过程的开始,必须适当减小积分Ki,最小值可以为0,并且在温度控制的中间阶段,必须适当增大积分Ki。从而保证了温度控制系统的稳定性。了减小静差,积分Ki的效果应进一步提高。
成的Ki控制设计表在表2中列出。入了温度控制期间的差分Kd控制设置以解决较大的惯性过冲,恒温阀芯并且使用差分调整系数来修改控制器的动态特性。度控制系统。硫化铅红外传感器膜的生产过程中,某些阶段的加热速度特别快,这要求在初始调整阶段中,为了获得最小的过冲,需要控制温度。时,Kd的差异增加。控制的中间,应适当减小差值Kd并保持恒定。须在最后的温度控制步骤中适当减小Kd差值,这可以增强预热期间的制动效果,并进一步补偿调整过程的第一步。微分值Kd的大的值引起的在设定温度的过程中时间T的延长。分Kd控制的设计如表3所示。中:u(k)在第k个采样周期输出,e(k)在第k个采样周期输出,T在采样时间输出采样期。
以通过将输出u(k)乘以相应的比例因子Ku来获得精确的输出u。系统使用MS51汇编代码设计程序,软件设计包括四个部分,一个液晶显示器和一个驱动程序(菜单,参数修改,实时时钟),一个打印程序,恒温阀芯一个标准的降水曲线计算程序,温度控制程序(PID模糊自动调节)运行)。度控制程序的示意图如图4所示。沉淀开始时,89C55WD MCU读取第一线段的参数(流动温度,流动温度,开始时间和结束参数)。段),然后根据公式(1)计算斜率。据斜率和实时性之间的关系,(2)实时计算标准温度。样周期设置为1s,每秒执行3次过滤以进行过滤。后执行差值运算,执行模糊自动调节PID运算的处理,并传输控制量。
设置第一个段之后调用第二个段,依此类推,直到降水结束。有自调节PID控制模糊设计的化学沉淀温度自动控制系统具有±1.5°C的温度控制精度,现已投入实际应用。期使用后,系统运行稳定可靠,完全满足设计要求。
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