一种控温方法、装置、智能设备和计算机可读存储介质与流程

本发明涉及控温，特别是一种控温方法、装置、智能设备和计算机可读存储介质。

背景技术：

1、温度控制的精准度及稳定性是对加热部件的重要保障，尤其是电力电子部件的加热固化及焊接、动力电池的烘烤干燥等，温度控制的好坏直接关系产品质量的一致性。

2、目前市面上常用的温度控制方式是：将控温热电偶置于加热场内，采用闭环方式进行加热，闭环控制能够达到实时监测并调整温度，针对小型加热器而言可以达到较好的效果，但针对大型加热体，当加热面积较大时，使用单一热电偶检知进行闭环控温，因受到被加热部件吸热量差异及加热板功率分布差异，温控均匀性很难达到。

技术实现思路

1、本发明实施例要解决的技术问题在于，提供一种控温方法、装置、智能设备和计算机可读存储介质，以解决现有技术中加热不均的问题。

2、本发明公开了一种控温方法，应用于一种控温面板，所述控温面板包括至少一个控温单元，所述控温单元包括至少一组相互连接的温度传感器以及加热器，所述加热器实时根据所述温度传感器反馈的温度调节加热功率；

3、所述控温方法包括：

4、针对每个所述控温单元，获取其当前温度和目标温度对应的成本函数，基于所述成本函数和所述加热功率获取预设的目标控制函数；

5、根据所述控温面板的热传导系数、所述加热器的热传导系数、所述加热功率和环境温度生成所述控温单元温度变化率的温度动态方程；

6、获取所述控温面板的功率约束条件和/或温度约束条件，基于所述功率约束条件和/或所述温度约束条件，通过最优控制方法结合所述温度动态方程和所述目标控制函数计算最优加热功率，以完成温度的调节。

7、可选地，所述最优控制方法为动态规划算法；

8、所述通过最优控制方法结合所述温度动态方程和所述目标控制函数计算最优加热功率的步骤，包括：

9、获取时间步和边界条件，根据所述目标控制函数和所述温度动态方程获取递推关系，根据所述递推关系和所述边界条件获取相邻时间步的加热功率之间的关系，从而根据相邻时间步的所述加热功率获取当前时间步的加热功率。

10、可选地，所述根据所述目标控制函数和所述温度动态方程获取递推关系的步骤，包括：

11、通过贝尔曼方程描述所述递推关系，所述贝尔曼方程表示为：

12、vi[t]＝min(ui[t]·{c(ti[t],ti^)+αui[t]2+vi[t+1])}

13、其中，ui[t]表示在时间步t时，对于所述控温单元i的值函数，min表示在控制输入变量ui[t]的取值范围内求最小值；c(ti[t],ti^)表示当前时刻所述控温单元i的当前温度ti[t]与目标温度ti^之间的差异的成本；αui[t]2表示控制加热功率ui[t]的能耗代价；vi[t+1]表示下一个时间步t+1时，对于所述控温单元i的值函数。

14、可选地，所述温度动态方程为离散化的方程。

15、可选地，所述根据所述控温面板的热传导系数、所述加热器的热传导系数、所述加热功率和环境温度生成所述控温单元温度变化率的温度动态方程的步骤，包括：

16、在所述离散化的温度动态方程中加入邻格控温单元的温度干扰项，所述加入温度干扰项的所述温度动态方程为：

17、ti[k+1]＝ti[k]+δt×(β[ui-γ(ti-tamp)])

18、其中，k表示第k个离散时间步，δt表示每个离散时间步的步长，β是所述控温面板的热传导系数，γ是所述加热器的热传导系数，tamp是环境温度，ui是加热功率。

19、可选地，所述在所述离散化的温度动态方程中加入邻格控温单元的温度干扰项的步骤，包括：

20、通过实验测量、数值模拟、优化算法中的至少一个方法获取所述温度干扰项的权重系数。

21、可选地，在所述目标控制函数中加入邻格控温单元的控温干扰项，通过最小化所述目标控制函数计算出所述目标控制函数各项的系数；

22、所述加入了控温干扰项的所述目标控制函数为：

23、j(u)＝∑(γ1×ui2+γ2×(ti-ti^)2+γ3×(ti-ti-1-δt)2)

24、其中，ui为第i个所述控温单元的当前加热功率，ti是第i个所述控温单元的当前温度，ti^是所述目标温度，δt是相邻的所述控温单元之间的温度差。γ1、γ2和γ3分别是能耗、温度偏差和相邻控温单元干扰项的权重系数。

25、本发明还公开了一种控温装置，应用于一种控温面板，所述控温面板包括多个控温单元，每个所述控温单元包括相互连接的温度传感器和加热器，所述加热器能够根据所述温度传感器反馈的当前温度调节加热功率；

26、所述控温装置包括：

27、应用于一种控温面板，所述控温面板包括至少一个控温单元，每个所述控温单元包括至少一组相互连接的温度传感器和加热器，所述加热器能够根据所述温度传感器反馈的当前温度调节加热功率；

28、所述控温装置包括：

29、函数模块，用于针对每个所控温单元，获取其当前温度和目标温度对应的成本函数，基于所述成本函数和所述加热功率生成目标控制函数；

30、方程模块，用于根据所述控温面板的热传导系数、所述加热器的热传导系数、所述加热功率和环境温度生成温度动态方程；

31、求解模块，用于获取功率约束条件和/或温度约束条件，基于所述功率约束条件和/或所述温度约束条件，通过最优控制方法结合所述温度动态方程和所述目标控制函数计算最优加热功率，以完成温度的调节。

32、本发明还公开了一种智能设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上所述方法的步骤。

33、本发明还公开了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上所述方法的步骤。

34、与现有技术相比，本发明实施例提供的控温方法的有益效果在于：由于控温面板的每个控温单元都可以进行单独控温，因此能够确保加热的均匀度和加热效果的一致性。针对每个控温单元，建立控温单元温度变化率的温度动态方程，可以对温度变化进行建模和预测，基于当前温度和目标温度对应的成本函数，基于所述成本函数和所述加热功率生成目标控制函数，采用最优控制方法求解在满足所述温度动态方程的条件下所述目标控制函数最小时的加热功率，这样可以实现能耗的优化，即在保持温度控制精度，确保加热均匀度的同时，尽量减少能耗。同时考虑到了功率约束条件和/或温度约束条件，可以在求解目标控制函数时考虑这些约束条件，确保所得到的最优加热功率满足约束条件。这样可以保证控温单元的工作在安全、可靠的范围内。

技术特征：

1.一种温度调节方法，其特征在于，应用于一种控温面板，所述控温面板包括至少一个控温单元，所述控温单元包括至少一组相互连接的温度传感器以及加热器，所述加热器实时根据所述温度传感器反馈的温度调节加热功率；

2.根据权利要求1所述的控温方法，其特征在于，所述最优控制方法为动态规划算法；

3.根据权利要求2所述的控温方法，其特征在于，所述根据所述目标控制函数和所述温度动态方程获取递推关系的步骤，包括：

4.根据权利要求1所述的控温方法，其特征在于，所述温度动态方程为离散化的方程。

5.根据权利要求4所述的控温方法，其特征在于，所述根据所述控温面板的热传导系数、所述加热器的热传导系数、所述加热功率和环境温度生成所述控温单元温度变化率的温度动态方程的步骤，包括：

6.根据权利要求5所述的控温方法，其特征在于，所述在所述离散化的温度动态方程中加入邻格控温单元的温度干扰项的步骤，包括：

7.根据权利要求4所述的控温方法，其特征在于，所述基于所述成本函数和所述加热功率生成目标控制函数的步骤，包括：

8.一种控温装置，其特征在于，应用于一种控温面板，所述控温面板包括至少一个控温单元，每个所述控温单元包括至少一组相互连接的温度传感器和加热器，所述加热器能够根据所述温度传感器反馈的当前温度调节加热功率；

9.一种智能设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明涉及控温技术领域，特别是一种控温方法、装置、智能设备和计算机可读存储介质。控温方法包括：针对每个控温单元，获取其当前温度和目标温度对应的成本函数，基于成本函数和加热功率生成目标控制函数；根据控温面板的热传导系数、加热器的热传导系数、加热功率和环境温度生成控温单元温度变化率的温度动态方程；获取控温面板的功率约束条件和/或温度约束条件，基于功率约束条件和/或温度约束条件，采用最优控制方法求解在满足温度动态方程的条件下目标控制函数最小时的加热功率，将解出的加热功率作为加热器的目标加热功率。本发明能够有效提升加热的均匀度，并控制能耗。

技术研发人员：梁聪元,罗文欣,胡春晖
受保护的技术使用者：深圳市浩宝技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12