电饭锅温度控制系统
电饭锅的工作原理

电饭锅的工作原理电饭锅是一种常见的家用电器,它以电能为动力,通过特定的工作原理将水加热至沸腾状态,然后将米饭煮熟。
下面将详细介绍电饭锅的工作原理。
一、加热元件电饭锅的加热元件通常采用电热管。
电热管是一种能够将电能转化为热能的装置,它由一个内部带有电阻丝的金属管构成。
当通电时,电阻丝会发热,从而将热量传递给水。
二、控温系统电饭锅的控温系统是保证米饭能够煮熟且不糊底的重要组成部分。
控温系统通常由温度传感器、控制电路和电热管组成。
1. 温度传感器温度传感器用于检测锅内水温。
常见的温度传感器有热敏电阻和热电偶。
当水温达到设定的温度时,温度传感器会发送信号给控制电路。
2. 控制电路控制电路是控制电饭锅加热的关键部件。
它接收到温度传感器发来的信号后,会根据预设的程序进行判断和控制。
一般来说,控制电路会根据水温的变化调整电热管的加热功率,以保持水温在合适的范围内。
三、煮饭过程当我们使用电饭锅煮饭时,首先需要将适量的水倒入锅中。
接下来,通过操作按钮或旋钮选择适当的煮饭模式和时间。
一般来说,电饭锅的煮饭模式有普通煮、快煮、精煮等。
1. 加热阶段在加热阶段,电饭锅会将电热管加热至较高的温度,将水加热至沸腾状态。
这个过程中,水温会逐渐升高,直到达到设定的温度。
2. 蒸煮阶段当水温达到设定的温度后,电饭锅会自动切换到蒸煮阶段。
在这个阶段,控制电路会根据设定的程序控制电热管的加热功率,以维持水温在合适的范围内。
同时,米饭会吸收水分,逐渐煮熟。
3. 保温阶段当米饭煮熟后,电饭锅会自动切换到保温模式。
保温模式下,电饭锅会保持一定的温度,以保持米饭的口感和温度,避免过早失去热量。
总结:电饭锅的工作原理主要涉及加热元件、控温系统和煮饭过程。
通过电热管的加热,水温逐渐升高并达到沸腾状态,然后在控温系统的控制下,米饭逐渐煮熟。
最后,在保温模式下,电饭锅保持一定的温度,以保持米饭的口感和温度。
电饭锅的工作原理使我们能够方便、快速地煮熟米饭,为我们的生活带来了很大的便利。
家用电饭煲的做饭和保温的控制系统

一、开环控制举例:开环调速系统开环控制:控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系及输出对输入没有影响的控制。
优点:结构简单,成本低缺点:抗扰性能差工作原理:改变电位器滑动端的位置,相应地改变了电压Ug值的大小,其值经功率放大器放大后施加在直流电动机的电枢两端,由于直流电动机具有恒定的励磁电流。
因此,随着电枢电压值的不同,电动机便以不同的转速带动生产机械运转。
于是,改变 Ug的大小,便控制了电动机转速的高低。
系统中,Ug 是给定输入量;电动机的转速n 是系统的输出量即被控量,功率放大器的电源电压波动、放大系数漂移、拖动负载的变化等,是扰动输入量。
系统框图如图所示:二、闭环控制闭环控制:控制装置与受控对象之间,不但有顺向作用而且还有无反向联系及输出对输入有影响的控制。
闭环控制又常称为反馈控制或偏差控制。
优点:抗扰性能强缺点:成本高,存在稳定性问题举例:闭环调速系统家用电饭煲的做饭和保温的控制系统①、电饭煲的做饭工作过程(开环)普通电饭煲的做饭控制中,首先输入“做饭指令”,按下开关按钮,电热盘工作,煮饭开始,当内锅温度上升到限制温度(103℃)时,感温磁体失去了磁性, (感温磁铁在常温下具有铁磁性,但温度升高到103℃时便失去了铁磁性,这个温度称为这种材料的“居里温度”或“居里点”)感温磁体和永磁体在弹簧作用下分开,触点开关分离,电热盘停止工作,电饭煲的做饭工作过程结束,电饭煲进入保温控制。
②、电饭煲的保温工作过程(闭环)当内锅温度下降到保温点(65℃)时,实施保温控制,内锅温度继续下降时,双金片发生变形,触点开关接通,电热盘工作,内锅温度上升,当内锅温度到升保温点(65℃)时,双金片又发生变形,触点又分离,电热盘停止工作,这样电饭煲就达到了保温的目的。
控制系统方框图:。
电饭锅的工作原理

电饭锅的工作原理引言概述:电饭锅是现代厨房中常见的一种厨具,它以其方便、快捷的特点受到了广大消费者的喜爱。
但是,你知道电饭锅是如何工作的吗?本文将详细介绍电饭锅的工作原理,帮助你更好地了解这一家用电器的运作机制。
一、电饭锅的加热系统1.1 电热丝电饭锅的加热系统主要由电热丝组成。
电热丝是由高阻值的合金丝制成,具有较高的电阻率。
当电流通过电热丝时,电阻产生的热量会使得电热丝加热,从而加热锅内的食物或水。
1.2 温控器电饭锅的温控器是控制加热系统的重要组成部分。
温控器通过感应锅内的温度变化,调节电热丝的加热功率,使锅内的温度保持在设定的范围内。
当锅内温度低于设定温度时,温控器会通电给电热丝,使其加热;当锅内温度达到设定温度时,温控器会切断电热丝的供电,停止加热。
1.3 热散热片为了避免电饭锅加热过程中过热,热散热片被设计在电饭锅的底部。
热散热片能够迅速将电饭锅底部产生的热量传导到外部环境中,以保持电饭锅的温度稳定。
二、电饭锅的蒸煮系统2.1 蒸汽装置电饭锅的蒸煮系统通常包括一个蒸汽装置,用于蒸煮食物。
当水加热至沸腾时,产生的蒸汽会通过蒸汽装置进入锅内,将食物蒸熟。
2.2 热力循环为了使食物均匀受热,电饭锅通常会采用热力循环系统。
热力循环系统通过将锅内的热水循环流动,使食物受到均匀的加热。
这种系统可以确保食物在烹饪过程中的温度均匀分布,从而使食物更加美味。
2.3 水位控制器电饭锅的水位控制器起到了保护作用。
当锅内的水蒸发完时,水位控制器会感应到水位的变化,并及时切断电源,以防止锅内的干烧现象发生。
这一设计不仅保护了电饭锅本身,还确保了用户的安全。
三、电饭锅的保温系统3.1 保温盖电饭锅的保温系统通常由保温盖组成。
保温盖的设计使得锅内的热量不易散失,从而保持食物的温度。
3.2 保温层电饭锅的内胆通常会有一层保温层。
保温层由导热性较低的材料制成,可以减少热量的传导,从而保持食物的温度。
3.3 温度控制器电饭锅的保温系统也需要温度控制器的支持。
电饭锅工作原理

电饭锅工作原理电饭锅是一种常见的家用电器,用于煮饭和保温。
它的工作原理是通过电热丝产生热量,并通过控制电路和传感器来控制温度和时间。
一、加热原理:电饭锅的加热原理是利用电热丝产生热量。
电热丝通电后,电流通过电热丝时会产生妨碍电流流动的电阻,从而产生热量。
电热丝通常由镍铬合金或者铁铬铝合金制成,具有较高的电阻率和耐高温性能。
二、温度控制:电饭锅中的温度控制是通过控制电路和传感器来实现的。
电饭锅内部通常配有一个温度传感器,用于感知内部的温度变化。
当温度低于设定值时,控制电路会向电热丝供电,使其加热。
当温度达到设定值时,控制电路会切断电热丝的供电,住手加热。
这样可以保证饭菜在适当的温度下煮熟。
三、时间控制:电饭锅的时间控制功能可以让用户根据需要设定煮饭的时间。
控制电路中通常配有一个计时器,用户可以通过按钮或者旋钮来设定煮饭的时间。
当设定的时间到达时,控制电路会自动切断电热丝的供电,住手加热。
这样可以确保饭菜不会煮过头。
四、保温功能:电饭锅的保温功能可以让煮熟的饭菜保持适宜的温度。
在煮饭完成后,控制电路会将电热丝切换到保温模式,以保持锅内的温度。
通常,电饭锅的保温温度约为70-80摄氏度,这样可以保持饭菜的口感和食用安全。
五、安全保护:电饭锅还配备了一些安全保护措施,以确保使用过程中的安全性。
例如,电饭锅通常具有过热保护功能,当温度超过一定范围时,控制电路会自动切断电热丝的供电,以避免发生火灾或者其他安全事故。
此外,电饭锅还往往具有防干烧保护功能,当水分不足时,控制电路会自动切断电热丝的供电,以防止烧焦或者损坏电饭锅。
总结:电饭锅的工作原理是通过电热丝产生热量,并通过控制电路和传感器来控制温度和时间。
它具有加热、温度控制、时间控制、保温和安全保护等功能。
通过合理使用电饭锅,我们可以轻松煮出美味的饭菜,并享受方便、安全的烹饪体验。
电饭煲的工作原理及原理图

电饭煲的工作原理及原理图电饭煲是一种常见的厨房电器,它通过特定的工作原理来加热、蒸煮和保温食物。
本文将详细介绍电饭煲的工作原理,并提供相应的原理图以便更好地理解。
一、工作原理1. 加热原理:电饭煲的主要部件是加热盘和内胆。
当电饭煲通电后,加热盘开始加热,通过传导和对流的方式将热量传递给内胆。
内胆中的水分吸收热量并升温,使米饭得以煮熟。
2. 控温原理:电饭煲内部配有温度传感器和控制电路。
温度传感器可以实时感知内胆的温度变化,将这些信息传递给控制电路。
控制电路根据设定的温度和时间要求,通过控制加热盘的功率来调节内胆的温度,保证米饭的煮熟和保温过程。
3. 蒸煮原理:电饭煲通常配有蒸煮功能,可以同时蒸煮其他食物。
蒸煮原理与加热原理类似,通过加热盘将热量传递给蒸煮盘,使食物蒸熟。
4. 保温原理:电饭煲在煮熟米饭后会自动切换到保温模式。
保温模式下,加热盘会以较低的功率持续加热内胆,使米饭保持适宜的温度,避免过熟或变凉。
二、原理图以下是一个简化的电饭煲原理图,用于说明电饭煲的内部结构和工作原理:```[电源] --- [控制电路] --- [加热盘]|||[温度传感器]|||[内胆/蒸煮盘]```在原理图中,电源为电饭煲提供电能。
控制电路连接温度传感器和加热盘,通过控制加热盘的功率来调节内胆的温度。
内胆和蒸煮盘是用于放置食物的部件,它们与加热盘相连,通过传导和对流的方式实现加热和蒸煮。
三、总结电饭煲的工作原理主要包括加热、控温、蒸煮和保温。
通过加热盘和内胆的相互作用,米饭可以在适当的温度下煮熟,并在保温模式下保持适宜的温度。
蒸煮功能则使电饭煲具备同时烹饪多种食物的能力。
以上是电饭煲的工作原理及原理图的详细介绍。
希望能对您了解电饭煲的工作原理有所帮助。
如需了解更多相关信息,请随时提问。
电饭锅温控器调整方法

电饭锅温控器调整方法
电饭锅的温控器用于控制锅内的温度,保证煮饭的安全和口感。
调整电饭锅温控器的方法如下:
1. 首先,查看电饭锅的使用说明书,了解温控器的操作方式和功能。
2. 将电饭锅插入电源并打开电源开关,然后将开关转到煮饭模式。
3. 等待锅内的水煮沸,此时温控器将开始工作。
观察锅内的温度显示或指示灯,以及饭锅盖上的蒸汽放气阀是否张开。
4. 如果想要调高温度,可以适量打开蒸汽放气阀,增加蒸汽排出的速度,这样锅内温度会升高。
5. 如果想要调低温度,可以稍微关闭蒸汽放气阀,减少蒸汽排出的速度,这样锅内温度会降低。
6. 如果电饭锅具有多档温度调节功能,可以根据需要选择合适的档位。
7. 在调整温控器时,要注意保持锅盖紧闭,以免热量流失过多导致温度无法稳定。
8. 调整完温控器后,可以根据需要选择不同的煮饭时间,以达到理想的口感。
请注意,不同品牌、型号的电饭锅温控器可能略有差异,在进行调整时请遵循使用说明书上的指导,确保安全使用。
电饭锅的煲汤模式原理

电饭锅的煲汤模式原理电饭锅的煲汤模式原理主要涉及烹饪过程中的温度控制和热传导。
一、温度控制1.恒温控制电饭锅的煲汤模式具备恒温控制功能,可以将内胆温度维持在一个稳定的范围内。
在煲汤模式下,电饭锅会自动调整电磁加热板的功率,使内胆温度保持在适宜的范围,避免汤料的过度煮沸或过早凉透。
这样可以保证汤煲得更加鲜美可口。
2.多段温度控制电饭锅的煲汤模式通常设置了多段温度控制。
在开始煲汤时,电饭锅会通过高功率电磁加热板迅速将内胆加热至一定温度,以加快煲汤的速度。
一旦达到设定温度后,电饭锅会自动降低功率,切换至较低的加热状态,保持汤的温度在适宜的范围内。
这种多段温度控制的设计可以更好地控制汤的煲制过程,使汤的味道更加浓郁。
二、热传导1.电磁辐射电饭锅的煲汤模式通过电磁辐射实现热的传导。
电饭锅内的电磁加热板会产生电场和磁场,使内胆中的液体分子发生振动和摩擦,从而产生热能。
这种电磁辐射的方式能够快速传递热能到汤料中,迅速加热汤料,加快汤的煮制速度。
2.热对流电饭锅的煲汤模式中,通过内胆与液体之间的接触,实现了热对流的传导方式。
当电磁加热板加热内胆内的液体时,底部液体受到的热量传导会使汤料表面的液体温度升高。
同时,由于液体的密度差异,底部液体受热后会上浮形成对流,将底部的热量均匀分布到整个汤料中。
综上所述,电饭锅的煲汤模式通过控制恒温和多段温度,实现了稳定的煲汤过程。
同时,电磁辐射和热对流的热传导方式能够快速将热能传递到汤料中,加快煲汤的速度。
这些原理的综合应用使得电饭锅的煲汤模式能够方便、快速地煮制出美味的汤料,为家庭生活带来了极大的便利。
电饭锅温控器工作原理及维修

电饭锅温控器工作原理及维修电饭锅是生活中常见的厨房电器,它的核心部件之一就是温控器。
在使用过程中,我们有时会发现电饭锅不能正常加热,这时候就需要了解电饭锅温控器的工作原理及维修方法。
电饭锅温控器是一种电磁控制器。
它通过采用热敏电阻测量容器内饭粒的温度,再根据所设定的温度值控制加热器的工作状态,以保证容器内的饭粒能够被恰当地加热。
电饭锅温控器的主要部分包括控制电路板、控制元器件、热敏电阻、三角延迟元器件、功率半导体器件、加热盘等。
它们通过合作配合,完成整个加热过程。
1. 热敏电阻热敏电阻是常温下具有一定电阻值的电阻器,当温度变化时,它的电阻值也会发生相应的变化。
电饭锅温控器使用的热敏电阻是负温度系数(NTC)热敏电阻。
温度升高时,NTC 电阻值越来越小,如果温度下降,电阻值逐渐升高。
2. 三角延迟元器件三角延迟元器件(或称晶体管延迟元器件)是一种电子元器件。
在电饭锅的控制电路中,它主要用于控制电流的开关,通过控制加热盘上半波的通断,实现加热功率的控制。
它通过实现延迟等方法,使电流开关时间得到有效延长,从而能够更精细地控制加热功率。
3. 功率半导体器件功率半导体器件有双向晶闸管(SCR)和普通三极管,用于控制电流的方向和大小,从而控制加热功率大小。
二、电饭锅温控器的故障检查和维修对于电饭锅温控器故障的检测和维修,最好交给专业的售后人员来完成,这样能保证维修的效果。
但是,我们也可以对电饭锅的加热插头、热敏电阻、三角延迟元器件、功率半导体器件等进行简单的检查和维修。
1. 加热插头检查加热插头是连接电源和加热盘的部分,通常容易造成温控器的故障。
如果没电,一般可以通过检查插头是否松动或插头螺丝是否松动进行排除。
如果是插头线圈开口或者安装螺丝松动,需要非常慎重地处理,应该请尽可能多的专业技术人员处理。
通常情况下,热敏电阻出现的故障情况很少,但如果它故障了,加热方式会出现问题。
我们可以用万用表对热敏电阻进行测量,如果值不在规范值范畴内,说明热敏电阻已经损坏。
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电饭锅温度控制系统设计姬红富邹清洋(大庆师范学院)摘要:通过介绍电饭煲温度控制系统特征,建立其数学模型,分析受控对象特点,指出了传统电饭煲在温度控制方面的不足;从营养学角度设计了电饭煲的期望升温曲线,并对电饭煲温度控制系统的硬件电路进行了设计;在控制方法里引入了模型偏差补偿的思想,阐述了模型偏差补偿的算法原理和特点,并以电饭煲为被控对象进行了 Matlab仿真。
仿真结果表明系统误差完全在可以接受的范围内,证明模型偏差补偿的方法在电饭煲温控系统中具有精度高、可靠性强等优点。
关键词:期望曲线;加热底盘;电饭煲内胆;模型偏差补偿Research on the temperature control system of electric cookerJi Hongfu Zou Qingyang(Daqing Normal University)Abstract: The features of temperature control system in electric cooker are introduced,and the math model of it is built . The draw backs of temperature control in the conventional electric cooker are pointed out . In view of nutrition,the expected calefactive curve is suggested and the hardware circuit of temperature control system is designed . A control scheme of model deviation compensation is proposed . And,the principles and characters of this method are explained . Through the result of simulation in Matlab while taking electric cooker as controlled object ,the method of model deviation compensation is p roved to be reliable and precise in the application of the electric cooker’ s temp erature control system. And the sys tem errors are acceptable .Key words:expected curve; heat chassis; gallbladder of electric cooker ; model deviation compensation引言:电饭锅是一种应用极为广泛的家用电器,它为人们的日常生活提供了便捷的服务。
传统的电饭锅在温度控制方面采用了简单的双金属片检测电路,当温度超过设定值时加热电路断开,温度下降后加热电路重新闭合,这样造成底盘加热升温变化波动较大,且加热底盘、锅内胆以及温度检测电路的惯性特性造成了温度控制反应的滞后,以致加热底盘的温度容易出现比较大的超调量,对电路中元器件的可靠性和寿命造成了负面影响[ 1 ]。
本文从倡导食品营养科学的角度引入期望曲线,运用模型偏差补偿控制方法[ 2 - 5 ],消除了加热底盘升温的异常波动和超调量,保证了元器件的稳定性和可靠性,从而提高了能源的利用率和系统的控制精度。
本文通过用 Matlab对温度控制系统进行仿真,证明了模型偏差补偿是一种合适、可靠、性价比高的控制方法。
1.电饭锅温度控制系统1.1 电饭锅系统的期望升温曲线以电饭锅煮饭为例,从食品营养的角度来分析,电饭锅煮饭过程可分为吸水、加热、沸腾、焖饭、膨胀和保温六个阶段。
根据对 900W 输入功率的电饭煲实际参数的测量,综合各种期望指标,绘制出如图 1所示的期望升温曲线。
各阶段持续时间如表 1所示。
图1 电饭锅升温曲线表1 各阶段持续时间表如图 1所示,六个阶段依次为:1) 吸水阶段:t0~t2,持续 8min,作用是在一定温度下进行吸水,大米含水率从大约15%上升到25%以上,使后面的大米加热更均匀;这个阶段本文设计温度上限取 52~55℃。
2) 加热阶段:t1~t2,对电饭煲进行持续的加热,使水温不断升高,温度均匀上升,大米继续吸收水分并开始淀粉α化。
从营养学角度考虑,加热阶段的时间对米饭的质量有极大影响,综合米饭α化程度、还原糖量、硬度、粘结力和人们品尝后的味道评价等指标,本文设计加热时间为10min。
3) 沸腾阶段:t2~t3,首先在100℃左右维持一段时间,使大米深度吸水,并在较高的温度作用下促进淀粉的α化。
本文设计温度将升高到125℃。
4) 焖饭阶段:t3~t4,持续10~12m in,这个阶段的作用是使能量透入到米饭的芯部,使米粒充分受热,并蒸发掉多余的水分。
营养学及现有经验表明:焖饭阶段的温度保持在105~110℃,且焖饭之后的米饭含水率若在65%~70% 左右时食用口感最好。
5) 膨胀阶段:t4~t5,此阶段的作用是使米饭松化。
这个过程在焖饭温度下降到一定程度时(本文设计取值103℃)马上进行加热。
这次加热会使米饭的水分进一步蒸发,米饭进一步变得松软;当温度升高到一定程度(本文设计取值113℃)停止加热,米饭转而进一步放热;处于这种放热状态的米饭,就可以变得充分松软。
6) 保温阶段:t5以后,在电饭煲的温度下降到70℃时开始,根据需要,若使米饭维持在70℃恒温,能保证米饭最优质量的存放时间不低于8h 。
综上所述,本文设计的整个煮饭过程历时大约2580s,合43m in 。
1 .2 控制对象数学建模本文的设计中,温度控制器可以输出连续的控制信号,对加热底盘的输出功率进行控制,进而控制盛放待加热米饭的锅内胆的加热;而温度反馈检测电路及时将锅内胆的温度数据返回给温度控制器,以便及时做出调整,选择最合适的加热方式。
电饭锅系统模型如图2所示。
图2 电饭锅温度控制系统的模型在数学建模中,电饭煲的系统模型可近似认为是惯性系统,通过对已有电热系统模型以及功率消耗值的计算,电饭煲的核心部件之一加热底盘的数学模型的传递函数为电饭煲内胆在装入2L大米和相应的煮饭水后,数学模型的传递函数为控制系统温度传感器数学模型的传递函数为1.3 电饭煲硬件系统设计控制系统由电源稳压电路、过零检测电路、键盘输入电路、蜂鸣报警电路、单片机、L ED 显示、功率驱动电路,信号检测电路以及锅底温度传感器等组成,如图3所示。
图3 电饭煲硬件系统框图电源稳压电路由变压器、整流电路和稳压电路组成,向单片机及其他电路供电;过零检测电路用于检测电源电压波形的过零点,以控制后面功率驱动电路中的晶闸管电路;键盘输入电路由一组按键和一组电阻构成,在实际应用中以不同的按键代表不同的煮饭功能以满足现实需要;蜂鸣报警电路的按键代表不同的煮饭功能以满足现实需要;蜂鸣报警电路由晶体管、蜂鸣器和电阻组成,用以提示煮饭时间到或扩展其他功能;单片机是电饭煲温度控制系统的核心器件,本设计选用在实际生产中应用较广泛的Motorola公司的MC68HC05P6;L ED 显示用于显示时间和不同的煮饭功能;功率驱动电路采用晶闸管驱动方式;信号检测电路及锅底温度传感器用于及时检测出锅底的温度,反馈给单片机以调整温度控制信号。
2.模型偏差补偿及P ID参数的选择本设计中的PID参数确定采用模型偏差补偿的思路。
模型偏差补偿控制的本质是:把未建模动态对状态误差的等效影响正确估计出来,并加以补偿;它是一种能通过轨迹跟踪误差的测量信息估计建模误差的等效量,并加以正确补偿的一类控制。
未建模动态对跟踪误差有综合影响,如果能从跟踪误差的信息中将其中由未建模动态造成的那部分正确分离(估计) 出来,并在控制量中引入能抵消该误差的补偿控制量,这无疑是最直接也是最有效的办法。
当然,在跟踪过程中未建模动态对跟踪误差的等效(综合) 影响通常是时变的,但相对于采样周期(控制周期) 则是慢时变的,不断产生新的跟踪误差,补偿过程也将不断进行。
对于动力学模型具有如下形式的研究对象:其中,f是分段连续的时变非线性函数;w是分段连续的外界干扰;b是己知常数。
此时模型偏差补偿控制规律具有如下形式:如果二阶系统可表示为选定滑线为基本模型偏差补偿控制方案去掉前馈,得此时模型偏差补偿的控制算法具有PID控制算法的结构形式,并且通过上式可以确定PID 控制的参数:P参数等于K P c+K i;I参数等于K i c;D参数等于K P。
3.电饭锅PID控制方法的仿真在Matlab中进行仿真,首先在Simulink工具箱中建立系统框图,编写期望曲线的函数程序,调用MatlabFunction模块产生期望曲线。
系统结构如图4所示。
图4 电饭锅温度控制系统PID仿真框图系统T取100m s,仿真步长设置为100m s,c取10,即P参数为200,I参数为1000,D参数为10时,将图1所示的期望信号输至带PID算法的温度控制系统后,系统响应曲线如图5所示。
图5 PID仿真曲线的输出结果显示,PI D控制曲线对期望曲线的跟踪比较精确,能令人满意地跟踪期望曲线的各个阶段,跟踪过程误差如图6所示。
由模型偏差补偿原理可知,追踪曲线和期望曲线的误差是由期望曲线各拐点处曲线斜率突变造成的;Matlab的求误差命令显示此时最大误差是0.2632℃,完全符合电饭煲实际需求。
在现实应用中,考虑到电饭煲温度控制系统的实际需求,建议C取1~10,且鉴于工程经验,PI D参数取值时通常在参数KP前乘以系数0.2~0.5,在参数Ki前乘以系数0.05~0.1 。
图6 追踪曲线与期望曲线的误差图4 结论在系统仿真中,模型偏差补偿的控制方法使得电饭锅温度控制系统追踪曲线与期望曲线吻合度较高,系统超调量可近似忽略,完全能达到预期要求;在实际应用中,采用模型偏差补偿的控制方法后电饭锅能提高能源利用率,减少能源损耗,提高控制精度。
因此,模型偏差补偿的方法是一种有效、适用的电饭锅温度控制方法。
[参考文献][1] 胡寿松.自动控制原理[M].北京:科技出版社,2007.[2] 王建辉.自动控制原理(第4版). 北京:机械工业出版社,1993.[3] 刘舒.自动控制原理考试参考书.中国人民公安大学出版社,2009.[4] 陈卿,侯薇.家电控制与检测用集成电路[M].北京:中国计量出版社,2005.。