基于辨识的低温制冷系统控制率设计方法

摘要

为提高低温制冷控制系统的调试效率和控制效果,文章提出一种基于阶跃响应系统辨识的低温制冷机控制率设计方法.首先分析了控温点80K附近的制冷机杜瓦组件漏热情况,结果表明在控温点附近制冷机的漏热近乎恒定不变,可以用传统阶跃响应辨识方法对制冷机进行系统辨识;然后在控温点附近输入阶跃驱动信号并采集到制冷机的系统响应曲线,通过Matlab系统辨识工具箱进行系统辨识得到制冷机传递函数;再根据控制目标和被控对象特性设计了PI控制算法,并分析了控制算法参数变化对控制效果的影响;最后将控制算法进行离散数字化,得到可以在单片机程序中运行的时域离散数字算法,并进行了实验验证.实验结果和理论仿真结果吻合较好,证明了辨识结果的正确性及通过系统辨识进行控制率设计的可行性,为进一步深入研究低温制冷系统控制算法,提高低温制冷控制系统调试效率和控制效果提供了重要依据.