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AI 自適應(yīng)溫控模型構(gòu)建:基于深度學(xué)習(xí)的快速溫變?cè)囼?yàn)箱 PID 參數(shù)自整定算法

2025年06月13日 11:05:14 人氣: 243 來源: 廣東皓天檢測(cè)儀器有限公司
基于深度學(xué)習(xí)的 PID 參數(shù)自整定算法原理

深度學(xué)習(xí)算法通過構(gòu)建多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),能夠?qū)Υ罅繌?fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取與模式識(shí)別。在快速溫變?cè)囼?yàn)箱溫控系統(tǒng)中,利用深度學(xué)習(xí)構(gòu)建的自整定模型,以試驗(yàn)箱的實(shí)時(shí)溫度、設(shè)定溫度、加熱 / 制冷功率等數(shù)據(jù)作為輸入,經(jīng)過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的層層運(yùn)算,輸出當(dāng)前工況下 PID 參數(shù)。具體而言,首先收集大量不同工況下的試驗(yàn)數(shù)據(jù),包括正常運(yùn)行數(shù)據(jù)、干擾數(shù)據(jù)以及各種故障數(shù)據(jù)等,對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,使其學(xué)習(xí)到不同工況與PID 參數(shù)之間的映射關(guān)系。在試驗(yàn)箱運(yùn)行過程中,模型根據(jù)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù),快速計(jì)算并輸出適配當(dāng)前工況的 PID 參數(shù),實(shí)現(xiàn) PID 參數(shù)的自動(dòng)整定與優(yōu)化。

皓天鑫快速溫變?cè)囼?yàn)箱主圖211201-800×800-4.jpg


算法優(yōu)勢(shì)與創(chuàng)新點(diǎn)
  1. 自適應(yīng)能力強(qiáng):該算法能夠?qū)崟r(shí)感知試驗(yàn)箱工況變化,自動(dòng)調(diào)整 PID 參數(shù),無需人工干預(yù)。無論是試驗(yàn)過程中的負(fù)載突變,還是環(huán)境溫度波動(dòng),都能迅速做出響應(yīng),保持高精度溫控。例如,當(dāng)試驗(yàn)樣品從低發(fā)熱狀態(tài)切換到高發(fā)熱狀態(tài)時(shí),模型能快速調(diào)整 PID 參數(shù),避免溫度失控,確保試驗(yàn)持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行。

  1. 精度顯著提升:通過深度學(xué)習(xí)對(duì)海量數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí),挖掘出復(fù)雜系統(tǒng)中隱藏的規(guī)律,使溫控精度得到極大提升。相比傳統(tǒng)人工整定的 PID 控制,溫度過沖可降低 50% 以上,調(diào)節(jié)時(shí)間縮短 30% - 50%,有效減少了試驗(yàn)誤差,為科研與生產(chǎn)提供更可靠的數(shù)據(jù)支撐。

  1. 魯棒性增強(qiáng):面對(duì)復(fù)雜多變的干擾因素,如電網(wǎng)電壓波動(dòng)、設(shè)備老化等,基于深度學(xué)習(xí)的自整定算法能保持良好的控制性能。即使在部分傳感器數(shù)據(jù)出現(xiàn)噪聲干擾時(shí),模型依然能夠準(zhǔn)確輸出合理的 PID 參數(shù),維持試驗(yàn)箱溫度穩(wěn)定,保障測(cè)試過程不受影響。



應(yīng)用成效與展望
目前,基于深度學(xué)習(xí)的 PID 參數(shù)自整定算法已在眾多快速溫變?cè)囼?yàn)箱中得到應(yīng)用。在電子設(shè)備可靠性測(cè)試中,精準(zhǔn)的溫控有效檢測(cè)出產(chǎn)品在溫度應(yīng)力下的潛在缺陷,提高了電子產(chǎn)品的質(zhì)量與穩(wěn)定性;在材料研發(fā)領(lǐng)域,高精度的溫度控制為研究材料在溫度變化下的性能提供了可靠環(huán)境,加速了新型材料的研發(fā)進(jìn)程。隨著深度學(xué)習(xí)技術(shù)的不斷發(fā)展,未來該算法有望進(jìn)一步融合多模態(tài)數(shù)據(jù),如試驗(yàn)箱內(nèi)的濕度、氣壓等信息,實(shí)現(xiàn)更全面、智能的環(huán)境模擬與控制,推動(dòng)快速溫變?cè)囼?yàn)箱在更多領(lǐng)域發(fā)揮更大價(jià)值,助力各行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品升級(jí)。



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