一种基于温度差值切换的双模式增量式PID控制方法与装置与流程

本发明属于pid调节，更具体地，涉及一种基于温度差值切换的双模式增量式pid控制方法与装置。

背景技术：

1、在自适应控制技术、通信设备等领域，芯片的热密度要求日益增大，对精确温度控制的要求愈发严苛。传统单一比例积分微分（proportional-integral-differential，简写为：pid）控制策略在宽温度范围内难以兼顾快速升温和精确稳温这两种矛盾的需求：升温阶段需要快速响应；接近目标温度时则需精细调节。若采用固定pid参数，无法满足所有场景需求，无法同时兼顾快速响应和精确控温的需求。

2、鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明需要解决的问题为在pid温控调节中，如何同时兼顾快速响应和精确控温的需求。

2、第一方面，提供一种基于温度差值切换的双模式增量式pid控制方法，包括：

3、实时计算目标温度与实际温度的当前温度误差，若其绝对值大于预设温差阈值，则执行以功耗误差为输入的功耗pid模式；否则执行以温度误差为输入的温度pid模式；

4、当所述当前温度误差的绝对值与所述预设温差阈值之间的相对大小关系发生反转时，获取当前时刻待切换模式对应的控制输出，采用过渡机制将所述当前模式对应的控制输出调整至和所述待切换模式的控制输出一致；

5、执行切换后模式的pid控制流程。

6、优选的，所述方法还包括：

7、在n个过渡周期内依次执行过渡策略，计算每个过渡周期对应的过渡系数，根据所述过渡系数将所述当前模式对应的控制输出调整至和所述待切换模式的控制输出一致。

8、优选的，随着过渡周期轮数的增加，所述过渡系数从1逐渐减小到0。

9、优选的，所述方法还包括：

10、根据待切换模式对应的控制输出和当前模式过渡前对应的控制输出之间的差值，确定过渡系数的算法，根据相应算法计算得到每个过渡周期对应的过渡系数；

11、对于每个过渡周期，根据相应过渡周期对应的过渡系数对控制输出进行加权融合，得到相应过渡周期对应的控制输出；

12、在相应过渡周期对应的控制输出和待切换模式对应的控制输出一致时，代表已将当前模式对应的控制输出调整至和所述待切换模式的控制输出一致。

13、优选的，所述方法还包括：

14、所述相应过渡周期对应的控制输出的表达式为：

15、u_total=α×u1+(1-α)×u2；

16、其中，u_total为相应过渡周期对应的控制输出，α为过渡系数，u1为当前模式过渡前对应的控制输出，u2为待切换模式对应的控制输出。

17、优选的，所述方法还包括：

18、计算待切换模式对应的控制输出和当前模式过渡前对应的控制输出之间差值的绝对值，将所述差值的绝对值和预设的差值阈值进行对比；

19、当所述差值的绝对值大于所述预设的差值阈值时，采用平滑过渡法计算得到每个过渡周期对应的过渡系数；

20、当所述差值的绝对值小于或者等于所述预设的差值阈值时，采用线性过渡法计算得到每个过渡周期对应的过渡系数。

21、优选的，所述平滑过渡法计算过渡系数的表达式为：

22、α(i)=0.5×[1+cos(π×i/(n-1))]；

23、所述线性过渡法计算过渡系数的表达式为：

24、α(i)=1-i/(n-1)；

25、其中，α(i)为第i+1个过渡周期对应的过渡系数；i为当前过渡周期序号，i为0~n-1；n为完成模式切换所需的过渡周期数量。

26、优选的，在基于各自误差及其历史误差计算控制增量，当执行以温度误差为输入的温度pid模式时，具体包括：

27、计算目标温度与实际温度之间的当前温度误差；

28、根据当前温度误差和前两轮调试的温度的历史误差得到温度误差变化量；

29、根据所述温度pid模式预设的pid系数、当前温度误差和所述温度误差变化量计算得到控制增量。

30、第二方面，提供一种基于温度差值切换的双模式增量式pid控制装置，包括至少一个处理器，以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被处理器执行，用于执行的基于温度差值切换的双模式增量式pid控制方法。

31、第三方面，本发明还提供了一种非易失性计算机存储介质，计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，用于完成第一方面的方法。

32、第四方面，提供了一种芯片，包括：处理器和接口，用于从存储器中调用并运行存储器中存储的计算机程序，执行如第一方面的方法。

33、第五方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当该指令在计算机或处理器上运行时，使得计算机或处理器执行如第一方面的方法。

34、第六方面，提供了一种基于温度差值切换的双模式增量式pid控制装置，包括如第二方面的基于温度差值切换的双模式增量式pid控制装置，并使用如第一方面的基于温度差值切换的双模式增量式pid控制方法。

35、区别于现有技术，本发明至少具有如下有益效果：

36、实时获取当前温度误差，并根据当前温度误差决定pid调节模式，在当前温度误差的绝对值较大时，采用功耗pid模式实现快速响应的调节，在当前温度误差的绝对值较小时，采用温度pid模式实现高精度调节，以满足不同切换场景的需求，并能实现调节模式的自主切换，同时满足了快速响应和精确控温的需求；并且在需要进行调节模式的切换时，通过多个过渡周期作为调节模式切换的过渡，避免瞬间切换导致的电流跳变，提高了整个调节过程的稳定性。

1.一种基于温度差值切换的双模式增量式pid控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于温度差值切换的双模式增量式pid控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求2所述的基于温度差值切换的双模式增量式pid控制方法，其特征在于，随着过渡周期轮数的增加，所述过渡系数从1逐渐减小到0。

4.根据权利要求2所述的基于温度差值切换的双模式增量式pid控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.根据权利要求4所述的基于温度差值切换的双模式增量式pid控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.根据权利要求4所述的基于温度差值切换的双模式增量式pid控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求4所述的基于温度差值切换的双模式增量式pid控制方法，其特征在于，所述平滑过渡法计算过渡系数的表达式为：

8.根据权利要求1所述的基于温度差值切换的双模式增量式pid控制方法，其特征在于，在基于各自误差及其历史误差计算控制增量，当执行以温度误差为输入的温度pid模式时，具体包括：

9.一种基于温度差值切换的双模式增量式pid控制装置，其特征在于，包括至少一个处理器，以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，用于执行权利要求1-8中任一项所述的基于温度差值切换的双模式增量式pid控制方法。

10.一种非易失性计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机程序指令，该计算机程序指令被一个或多个处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的基于温度差值切换的双模式增量式pid控制方法。