一種微波輻射計(jì)高精度恒溫控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微波輻射測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種微波輻射計(jì)高精度恒溫控制 的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 微波輻射計(jì)通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量大氣微波輻射信號(hào)，監(jiān)測(cè)大氣積分水汽含量、路徑液態(tài) 水含量的連續(xù)變化，反演輸出大氣溫、濕度廓線等，能夠?qū)崿F(xiàn)短時(shí)、臨近天氣預(yù)報(bào)，提高中小 尺度天氣的監(jiān)測(cè)預(yù)警能力。通過(guò)對(duì)災(zāi)害性天氣加密觀測(cè)，對(duì)其變化趨勢(shì)和影響區(qū)域進(jìn)行預(yù) 判，提高預(yù)報(bào)的精細(xì)化水平。同時(shí)也可以為人工影響天氣作業(yè)方案的科學(xué)設(shè)計(jì)、作業(yè)條件的 綜合判別和作業(yè)實(shí)施提供依據(jù)，可減少人工影響天氣作業(yè)的盲目性，增加作業(yè)的科學(xué)性。分 發(fā)揮系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能。
[0003] 微波輻射計(jì)核心單元是一種用于測(cè)量目標(biāo)熱輻射的高靈敏度接收機(jī)，當(dāng)工作溫度 發(fā)生改變時(shí)，微波輻射計(jì)接收機(jī)的穩(wěn)定度隨之變化，為保證微波輻射計(jì)測(cè)量精度，須對(duì)微波 輻射計(jì)接收機(jī)采用恒溫措施保證工作溫度處于近似恒定。普通輻射計(jì)恒溫裝置通常為一級(jí) 恒溫系統(tǒng)，恒溫裝置直接與外界環(huán)境進(jìn)行熱交換，溫度控制精度較低；同時(shí)輻射計(jì)接收機(jī)工 作時(shí)自身熱量會(huì)影響恒溫裝置溫度控制，特別當(dāng)夏季環(huán)境溫度較高時(shí)，恒溫裝置很難達(dá)到 效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種克服輻射計(jì)恒溫裝置溫控精度低、溫度適應(yīng)性差 的缺點(diǎn)的輻射計(jì)高精度恒溫控制方法。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的微波輻射計(jì)高精度恒溫控制裝置，包括一級(jí)恒溫 箱和二級(jí)恒溫箱，將二級(jí)恒溫箱通過(guò)一級(jí)恒溫箱與外界環(huán)境隔離，一級(jí)恒溫箱與二級(jí)恒溫 箱之間設(shè)置熱交換裝置，一級(jí)恒溫箱和二級(jí)恒溫內(nèi)設(shè)置溫度傳感器，一級(jí)恒溫箱與外界之 間設(shè)置熱交換裝置，溫度傳感器和熱交換裝置都連接控制器，一級(jí)恒溫箱與二級(jí)恒溫箱之 間設(shè)置獨(dú)立風(fēng)道，獨(dú)立風(fēng)道中設(shè)置風(fēng)扇。
[0006] 所述熱交換裝置包括設(shè)置在恒溫箱壁上的加熱制冷器，加熱制冷器兩側(cè)設(shè)置散熱 器。
[0007] 所述一級(jí)恒溫箱和二級(jí)恒溫箱的箱壁用低熱導(dǎo)率材料涂覆。
[0008] 所述一級(jí)恒溫箱外側(cè)設(shè)置風(fēng)扇。
[0009] 本發(fā)明的微波輻射計(jì)高精度恒溫控制方法，采用兩級(jí)恒溫系統(tǒng)，將二級(jí)恒溫箱通 過(guò)一級(jí)恒溫箱與外界環(huán)境隔離，通過(guò)設(shè)置在恒溫箱內(nèi)的傳感器監(jiān)測(cè)溫度，將溫度信號(hào)傳送 給控制器，控制器采用高精度反饋控制算法控制恒溫系統(tǒng)內(nèi)的加熱制冷器。
[0010] 所述高精度反饋控制算法是PID算法，數(shù)字PID控制的差分方程為：
[0011]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種微波輻射計(jì)高精度恒溫控制方法，其特征在于：采用兩級(jí)恒溫系統(tǒng)，將二級(jí)恒 溫箱通過(guò)一級(jí)恒溫箱與外界環(huán)境隔離，通過(guò)設(shè)置在恒溫箱內(nèi)的傳感器監(jiān)測(cè)溫度，將溫度信 號(hào)傳送給控制器，控制器采用高精度反饋控制算法控制恒溫系統(tǒng)內(nèi)的加熱制冷器。
2. 按照權(quán)利要求1所述的微波輻射計(jì)高精度恒溫控制方法，其特征在于：所述高精度 反饋控制算法是PID算法，數(shù)字PID控制的差分方程為：
其中，&為PID回路增益，Ti為積分時(shí)間，Td為微分時(shí)間，T為采樣周期，e(kT)為第k次采樣的偏差值； 由于PID算法輸出在計(jì)算過(guò)程中容易產(chǎn)生積分飽和作用，因此，采用增量式PID控制 算法控制恒溫系統(tǒng)，其差分方程為： Au(kT) =Kp[e(kT)-e(kT-T)]+Kie(kT)+Kd[e(kT)-2e(kT-T)+e(kT-2T)]公式 2 ; 其中，Kp為PID回路增益，e(kT)為第k次采樣的偏差值，
為積分系數(shù)，
為微分系數(shù)，T為采樣周期，e(kT)為第k次采樣的偏差值； 依據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)修正控制算法參數(shù)， PID控制器的比例系數(shù)Kp、積分時(shí)間Ti和微分時(shí)間Td的大小是輻射計(jì)高精度恒溫控制 技術(shù)的核心，在PID參數(shù)進(jìn)行整定時(shí)可以對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行預(yù)設(shè)，兩級(jí)溫控系統(tǒng)啟動(dòng)后，通 過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)PID的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)修正，當(dāng)兩級(jí)恒溫系統(tǒng)溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值后，PID參數(shù)達(dá) 到收斂，在溫控系統(tǒng)工作時(shí)，針對(duì)比例系數(shù)Kp、積分時(shí)間Ti和微分時(shí)間Td對(duì)系統(tǒng)控制過(guò)程 的影響趨勢(shì)，參數(shù)調(diào)整依據(jù)先調(diào)整比例系數(shù)Kp，再調(diào)整積分時(shí)間Ti,最后調(diào)整微分時(shí)間!^的 順序?qū)?shù)因此依次調(diào)整。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微波輻射計(jì)高精度恒溫控制方法，采用兩級(jí)恒溫系統(tǒng)，將二級(jí)恒溫箱通過(guò)一級(jí)恒溫箱與外界環(huán)境隔離，通過(guò)設(shè)置在恒溫箱內(nèi)的傳感器監(jiān)測(cè)溫度，將溫度信號(hào)傳送給控制器，控制器采用高精度反饋控制算法控制恒溫系統(tǒng)內(nèi)的加熱制冷器。輻射計(jì)高精度恒溫控制方法基于熱平衡原理，利用兩級(jí)恒溫系統(tǒng)抑制輻射計(jì)接收機(jī)與環(huán)境熱交換的方式，解決了輻射計(jì)溫控裝置控制精度低以及溫度適應(yīng)性差的問(wèn)題，提高了輻射計(jì)工作的穩(wěn)定度。
【IPC分類】G05D23-20
【公開號(hào)】CN104714572
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510001633
【發(fā)明人】毛云志, 張志國(guó), 樊愛云, 孫世杰, 于永杰, 晁坤
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十二研究所
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年1月5日