基于压力传感器的温度控制系统设计

　　电加热装置是一个具有自平衡能力的对象，可用一阶惯性环节描述温控对象的数学模型。

　　式中：K为对象的静增益；t’为对象的时间常数。

　　目前工程上常用的方法是对过程对象施加阶跃输入信号，测取过程对象的阶跃响应，然后由阶跃响应曲线确定过程的近似传递函数。具体用科恩-库恩(cohen-coon)公式确定近似传递函数。

　　cohn-coon公式如下：

　　式中：△M为系统阶跃输入；△C为系统的输出响应；t0o．28为对象上升曲线为O．28△C时的时间(单位：min)；t0．632为对象上升曲线为O．632△C时的时间(单位：min)；从而求得K=O．96，t’=747 s。所以恒温箱模型为：

　　3 系统的控制模型仿真及实验结果

　　纯PID控制有较大超调量；而纯模糊控制由于自身结构的原因又不能消除稳态误差，稳态误差较大。所以，考虑把它们两者相结合，实现优势互补。本论文采用参数模糊自整PID控制。

　　使用该模糊控制器在Simulink中构建整个控制系统，如图2所示。

　温度控制系统对应仿真结果如图3所示。从上面的仿真结果表明：调节时间ts约为460s，稳态误差ess=O，超调量σ％=O。虽然仿真环境不可能与实际情况完全相同，但它的结果还是具有指导意义的。

　　在实际测试中前10 min每30 s采样一次，后10 min每200 s采样一次，测得实验结果如表1所示。

　　用Matlab软件处理表1中的测试数据，绘制成变化趋势图，如图4所示。

　　图4为80℃时系统测得的实验结果，由实验结果表明，在实际测量中仍然有较小的超调量和稳态误差，但是基本接近仿真结果，不能排除一些干扰因素。仿真毕竟是在理想的环境下进行的。

　　4 结语

　　本文设计了一种用于压力传感器的温度控制系统，针对压力传感器在高温下易产生零点漂移等问题，加工了恒温封闭腔体，把压力传感器置入其中，通过控制系统控制腔体内的温度，解决了高温压力传感器大温度范围难以补偿的问题，从而可以提高测量精度，通过仿真和实验相印证，本方案是可行的。