CN116540803A - 蒸发罐的温度控制方法、***、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了蒸发罐的温度控制方法、***、电子设备及存储介质，具体包括：先预设蒸发罐的罐体目标温度T，实时获取蒸发罐的测量罐体温度并对每次获取的蒸发罐的测量罐体温度进行卡尔曼滤波，获得反馈罐体温度T₁，通过反馈罐体温度T₁和罐体目标温度T的大小比较关系确定加热片的加热功率，该方式实现了根据反馈罐体温度T₁的不同级别，使用不同的方法控制加热片的加热功率，从而能够达到同时控制罐体内加热片温度和罐体温度，使得罐体温度保持恒定。

Description

蒸发罐的温度控制方法、***、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及温度控制技术领域，尤其涉及一种蒸发罐的温度控制方法。

背景技术

蒸发罐是麻醉机的重要组成部分，其利用周围环境温度或热源的变化，将***物变成蒸发气体，携带麻醉气体进入回路，成为有一定浓度麻醉蒸汽的气流，麻药的蒸发速度随温度变化，这意味着必须保证蒸发罐温度恒定，才能输出稳定浓度的含麻醉蒸汽的气流。

现有技术中，带热源的麻醉蒸发器直接通过热源加热蒸发器罐体，其控制的温度为热源温度或罐体温度；若直接控制热源温度使热源达到一定温度后，罐体温度会随时间逐渐接近热源温度，这不仅会产生温差，且整体升温时间较长；若控制罐体温度，由于对热源温度没有控制，很容易出现热源温度过高导致罐体温度超调和不稳定。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提出蒸发罐的温度控制方法、***、电子设备及存储介质。

一种蒸发罐的温度控制方法，所述方法包括：确定蒸发罐的罐体目标温度T，实时获取蒸发罐的测量罐体温度，对每次获取的所述蒸发罐的测量罐体温度进行卡尔曼滤波，获得反馈罐体温度T₁，根据所述反馈罐体温度T₁和罐体目标温度T的比较关系确定加热片的加热功率。

上述方案中，所述根据所述反馈罐体温度T₁和罐体目标温度T的比较关系确定加热片的加热功率，具体包括：若所述反馈罐体温度T₁<T-K℃时，控制加热片以最大加热功率W_max工作，若反馈罐体温度T-K℃≤T₁≤T+K℃时，控制加热片在最大加热功率W_max和最小加热功率W_min之间工作，若反馈罐体温度T₁>T+K℃时，控制加热片以最小加热功率W_min工作；其中，K为固定偏差值。

上述方案中，所述控制加热片以最大加热功率W_max工作，具体包括：W_max设置在加热片额定功率的50％到100％之间。

上述方案中，所述控制加热片以最小加热功率W_min工作，具体包括：W_min设置为0或接近0的正值。

上述方案中，所述控制加热片在最大加热功率W_max和最小加热功率W_min之间工作，具体包括：根据反馈罐体温度T₁和罐体目标温度T确定期望的加热片温度变化率；根据期望的加热片温度变化率和反馈的加热片温度变化率确定加热片工作功率值，并通过控制加热片的PWM波占空比值，将加热片工作功率控制在该值；所述反馈加热片温度变化率，具体包括：通过温度传感器获取t时刻的加热片温度测量值，并且对其进行卡尔曼滤波，获得t时刻的反馈加热片温度T₂，根据所述t时刻的反馈加热片温度和t-1时刻的反馈加热片温度之差除以t-1时刻到t时刻的时间间隔确定反馈加热片温度变化率。

上述方案中，所述通过温度传感器获取t时刻的加热片温度测量值，并且对其进行卡尔曼滤波，获得t时刻的反馈加热片温度T₂，具体包括：获取t-1时刻的滤波值即反馈加热片温度，并根据其计算t时刻的预测值，获取t-1时刻的滤波值的协方差矩阵，并根据其更新t时刻预测值的协方差矩阵，根据t时刻预测值的协方差矩阵计算卡尔曼增益，根据t时刻的预测值、加热片温度测量值、预测值的协方差矩阵和卡尔曼增益计算出最优滤波值即反馈加热片温度T₂，并根据t时刻预测值的协方差矩阵和卡尔曼增益更新t时刻的最优滤波值协方差矩阵，将t时刻的最优滤波值即反馈加热片温度T₂和最优滤波值协方差矩阵传递给t+1时刻，并以此循环确定t+i时刻的最优滤波值和最优滤波值协方差矩阵，其中，i＝1、2、3...n。

上述方案中，所述对每次获取的所述蒸发罐的测量罐体温度进行卡尔曼滤波，获得反馈罐体温度T₁，具体包括：获取t-1时刻的滤波值即反馈罐体温度，并根据其计算t时刻的预测值，获取t-1时刻的滤波值的协方差矩阵，并根据其更新t时刻预测值的协方差矩阵，根据t时刻预测值的协方差矩阵计算卡尔曼增益，根据t时刻的预测值、测量罐体温度、预测值的协方差矩阵和卡尔曼增益计算出最优滤波值即反馈罐体温度T₁，并根据t时刻预测值的协方差矩阵和卡尔曼增益更新t时刻的最优滤波值协方差矩阵，将t时刻的最优滤波值即反馈罐体温度T₁和最优滤波值协方差矩阵传递给t+1时刻，并以此循环确定t+i时刻的最优滤波值和最优滤波值协方差矩阵，其中，i＝1、2、3...n。

更进一步的，本发明还提出了一种蒸发罐的温度控制***，所述***包括：第一设置单元、第二获取单元、第三执行单元和第四执行单元；所述第一设置单元，用于确定蒸发罐的目标温度T，所述第二获取单元，用于实时获取蒸发罐的测量罐体温度，所述第三执行单元，用于对每次获取的所述蒸发罐的测量罐体温度进行卡尔曼滤波，获得反馈罐体温度T₁，所述第四计算单元，用于根据所述反馈罐体温度T₁和罐体目标温度T的比较关系确定加热片的加热功率。

更进一步的，本发明还提出了一种可读存储介质，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下步骤：确定蒸发罐的罐体目标温度T，实时获取蒸发罐的测量罐体温度，对每次获取的所述蒸发罐的测量罐体温度进行卡尔曼滤波，获得反馈罐体温度T₁根据所述反馈罐体温度T₁和罐体目标温度T的比较关系确定加热片的加热功率。

更进一步的，本发明还提出了一种计算机设备，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下步骤：确定蒸发罐的罐体目标温度T，实时获取蒸发罐的测量罐体温度，对每次获取的所述蒸发罐的测量罐体温度进行卡尔曼滤波，获得反馈罐体温度T_1，根据所述反馈罐体温度T₁和罐体目标温度T的比较关系确定加热片的加热功率。

采用本发明实施例，具有如下有益效果：先确定蒸发罐的罐体目标温度T，实时获取蒸发罐的测量罐体温度并对每次获取的所述蒸发罐的测量罐体温度进行卡尔曼滤波，获得反馈罐体温度T₁，通过比较反馈罐体温度T₁和罐体目标温度T的比较关系确定加热片的加热功率，这种方法能够根据反馈罐体温度T₁的不同，使用不同的方式控制加热片的加热功率进而有效控制罐体温度，从而能够使得罐体温度始终保持恒定，输出稳定浓度的气流。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为一个实施例中蒸发罐温度控制方法的流程图；

图2为一个实施例中对测量罐体温度进行卡尔曼滤波的流程图；

图3为一个实施例中PID算法的控制流程图；

图4为一个实施例中对罐体内加热片测量温度进行卡尔曼滤波的流程图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅为本发明一部分实施例，而不为全部的实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的为，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。

在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的为，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式，还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的可选实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

本实施例公开的蒸发罐的温度控制方法、***、电子设备及存储介质适用于麻醉机的蒸发器模块，通过利用周围环境温度和热源温度的变化，控制蒸发罐处于恒温状态，将***物变成蒸发气体，再携带一定量的麻醉气体进入回路，成为有一定浓度麻醉蒸汽的气流，有效为患者提供恒定浓度的麻醉吸入气体。

如图1所示，在一个实施例中，提供了蒸发罐的温度控制方法，该蒸发罐的温度控制方法包括步骤S101至步骤S104，详述如下：

S101、确定蒸发罐的罐体目标温度T；

其中，该罐体目标温度T可根据不同场景、不同设置规则进行人工设定。

S102、实时获取蒸发罐的测量罐体温度；

其中，实时获取的测量罐体温度信息可以获得当下最真实情况的反馈，也便于实时地接收到新的温度数据并进行处理。

S103、对每次获取的蒸发罐的测量罐体温度进行卡尔曼滤波，获得反馈罐体温度T₁；

在一些实施例中，如图2所示对蒸发罐的测量罐体温度进行卡尔曼滤波的具体流程包括：

S301、获取t-1时刻的滤波值即反馈罐体温度，并根据其计算t时刻的预测值；

S302、获取t-1时刻的滤波值的协方差矩阵，并根据其更新t时刻预测值的协方差矩阵；

S303、根据t时刻预测值的协方差矩阵计算卡尔曼增益；

S304、根据t时刻的预测值、测量罐体温度、预测值的协方差矩阵和卡尔曼增益计算出最优滤波值即反馈罐体温度T₁，并根据t时刻预测值的协方差矩阵和卡尔曼增益更新t时刻的最优滤波值协方差矩阵；

S305、将t时刻的最优滤波值即反馈罐体温度T₁和最优滤波值协方差矩阵传递给t+1时刻，并以此循环确定t+i时刻的最优滤波值和最优滤波值协方差矩阵，其中，i＝1、2、3...n。

优选的，对上述S301至S305使用一个例子对测量罐体温度度进行卡尔曼滤波的过程进行分析：

给定***过程噪声协方差矩阵Q的值和***测量噪声协方差矩阵R的值，Q值相对R值越大代表越信任传感器测量数据，R值相对Q值越大代表越信任算法预测值。

其中，***过程噪声协方差矩阵Q为描述***中噪声对状态变化影响程度的矩阵，是***状态估计和控制的重要参数，由于本***只有温度参数，故过程噪声协方差矩阵为1*1的矩阵；过程噪声协方差矩阵Q一般很难理论计算，大多情况下根据具体场景由工程师经验判断决定。测量噪声协方差矩阵R为传感器测量值与真实值误差的协方差，是传感器测量的不准确度，一般从传感器说明书中精度指标可以读到。

假设当前t时刻罐体温度状态为k，t-1时刻罐体温度状态为k-1，t+1时刻罐体温度状态为k+1，则可以根据基于t-1时刻罐体滤波后的温度预测当前t时刻罐体温度，具体表达式为：

X(k|k-1)＝AX(k-1|k-1)+BU(k) (1.0)

在上述表达中：

X(k|k-1)为利用t-1时刻罐体温度的滤波值预测的当前t时刻罐体温度状态结果，X(k-1|k-1)为t-1时刻罐体温度状态的最优滤波值，U(k)为当前t时刻罐体温度状态的控制量，对于没有控制输入的***U(k)一般设置为0，A为状态转移矩阵，B为控制矩阵，A和B可根据实际情况进行设置。

进一步的，根据t-1时刻罐体温度的滤波值的协方差矩阵更新t时刻罐体温度状态预测值的协方差矩阵，具体表达式为：

P(k|k-1)＝AP(k-1|k-1)A^T+Q (2.0)

在上述表达中：

P(k|k-1)为X(k|k-1)的协方差矩阵，P(k-1|k-1)为X(k-1|k-1)的协方差矩阵，A^T为A的转置矩阵，Q为***过程噪声的协方差矩阵。

更进一步的，可根据当前t时刻罐体温度预测值的协方差矩阵计算卡尔曼增益：具体表达式为：

Kg(k)＝P(k|k-1)H^T/(HP(k|k-1)H^T+R) (3.0)

在上述表达中：

Kg(k)为卡尔曼增益,H为测量矩阵，H^T为H的转置矩阵，R为***测量噪声的协方差矩阵。

则当前t时刻罐体温度状态的最优滤波值表达式为：

X(k|k)＝X(k|k-1)+Kg(k)(Z(K)-H(X(k|k-1)) (4.0)

在上述表达中：式中X(k|k)为当前t时刻状态的滤波值，Z(K)为当前t时刻传感器测量值。

进一步的，更新当前t时刻罐体温度滤波值的协方差矩阵：P(k|k)＝(I-Kg(k)H)P(k|k-1)(5.0)

在上述表达中：式中I为单位对角矩阵，对于单模型单测量，I＝1。

当***进入下一时刻罐体温度k+1状态时，X(k|k)就是表达式(1.0)的X(k-1|k-1)，P(k|k)就是表达式(2.0)的P(k-1|k-1)，这样算法就可以自回归的循环运算下去，从而实现对测量罐体温度持续进行卡尔曼滤波。

S104、根据反馈罐体温度T₁和罐体目标温度T的比较关系确定加热片的加热功率；该步骤具体包括：

若反馈罐体温度T₁<T-K℃时，则控制罐体内的加热片以最大加热功率W_max工作；

若反馈罐体温度T-K℃≤T₁≤T+K℃时时，则控制罐体内的加热片在最大加热功率W_max和最小加热功率W_min之间工作；

若反馈罐体温度T₁>T+K℃时，则控制罐体内的加热片以最小加热功率W_min工作；其中，K为固定偏差值。

在一些实施例中，控制加热片以最大加热功率W_max工作，目的是以最大加热速度加热麻醉蒸发罐温度，减小加热时间；其中，W_max可以根据要求加热时间和加热片额定功率选取，一般在额定功率的50％到100％之间。

在一些实施例中，控制加热片以最小加热功率W_min工作，目的是阻止麻醉蒸发罐温度进一步上升；其中，W_min可以根据麻醉蒸发器自然散热速度选取，一般取非常小的值，即W_min可以设置为0或接近0的正值，从而使温度快速下降至罐体目标控制温度T正负K℃内，K为根据实际情况设置的不同偏差值。

在一些实施例中，控制加热片在最大加热功率W_max和最小加热功率W_min之间工作，可以利用PID算法控制加热片工作功率使麻醉蒸发罐温度保持在罐体目标控制温度附近，具体详述如下：

如图3所示，PID算法包括外环和内环，外环的输入为罐体目标控制温度T，输出为罐体温度，反馈为测得罐体温度卡尔曼滤波后的温度值T₁，外环的目的是控制罐体温度，使其稳定在目标控制温度T附近。

内环的输入为期望的加热片温度变化率，该期望的加热片温度变化率由外环计算得到，输出为加热片温度，反馈为测得加热片温度卡尔曼滤波后的温度值T₂的变化率，内环的目的是控制加热片的温度，限制加热片的升温速度，防止其升温过快导致短时间产生大量热量，传导给蒸发罐后使蒸发罐温度过高。

PID算法的具体表达式为：

在上述表达式中：

e(k)是当前控制目标量理想值与测量值的误差，本方案中控制目标量分别为温度和温度的变化率，e(k-1)是上一次误差，e(k-2)是上上次误差，ΔU(k)是当前输出增量，U(k-1)是PID控制器上一次输出，U(k)是PID控制器当前输出，K_p、K_i、K_d是PID控制参数；

在算法开始时，需要对K_p、K_i、K_d、U(k-1)、e(k-1)、e(k-2)赋初始值，一般U(k-1)、e(k-1)、e(k-2)赋初始值为0，对于容易建立数学模型的控制***来说，K_p、K_i、K_d可以通过理论方法计算最优设定值，但实际上绝大部分控制***难以准确建立数学模型，故K_p、K_i、K_d一般通过工程师经验判断决定。一般K_p越大，***响应速度越快，但过大会造成***震荡；K_i越大，越有利于减小***控制静差，但过大会造成***控制超调、震荡；K_d越大，越能抑制***产生偏差，但会减慢***的响应速度。

优选的，可以根据反馈罐体温度T₁和罐体目标温度T确定期望的加热片温度变化率，通过期望的加热片温度变化率和反馈加热片温度计算得到的加热片温度变化率确定加热片工作功率，其中，加热片温度变化率就是单位时间内温度的变化量，算法里取的是两次控制之间加热片反馈温度的差值除以两次控制间隔的时间。

在一些实施例中可以通过控制加热片的PWM波占空比值，进而控制加热片工作功率，将其控制在该值；具体的，当加热片电源电压为其额定电压时，控制加热片的PWM波占空比值就是加热片工作功率占额定功率的百分比。

例如：控制加热片的PWM波占空比值为50％，则加热片工作功率为额定功率的50％，所以使用PID算法直接输出的加热片工作功率，实则为控制加热片的PWM波占空比值，可以通过限幅器对加热片工作功率进行限制，限制输出PWM波占空比，当限制加热片工作功率介于0和0.6倍额定功率之间，则限制输出PWM波占空比介于0％和60％之间。

在一些实施例中，获取t时刻的加热片温度变化率，具体包括：通过温度传感器获取t时刻的加热片测量温度，并且对其进行卡尔曼滤波，获得t时刻的反馈加热片温度T₂，根据所述t时刻的反馈加热片温度和t-1时刻的反馈加热片温度之差除以t-1时刻到t时刻的时间间隔确定反馈加热片温度变化率。

如图3所示，对t时刻的加热片温度进行卡尔曼滤波具体流程包括：

S401、获取t-1时刻的滤波值即反馈加热片温度，并根据其计算t时刻的预测值；

S402、获取t-1时刻的滤波值的协方差矩阵，并根据其更新t时刻预测值的协方差矩阵；

S403、根据t时刻的预测值的协方差矩阵计算卡尔曼增益；

S404、根据t时刻的预测值、加热片温度测量值、预测值的协方差矩阵和卡尔曼增益计算出最优滤波值即反馈加热片温度T₂，并根据t时刻预测值的协方差矩阵和卡尔曼增益更新t时刻的最优滤波值协方差矩阵；

S405、将t时刻的最优滤波值即反馈加热片温度T₂和最优滤波值协方差矩阵传递给t+1时刻，并以此循环确定t+i时刻的最优滤波值和最优滤波值协方差矩阵，其中，i＝1、2、3...n。

优选的，对上述S401至S405使用一个例子说明对加热片温度进行卡尔曼滤波的具体流程：假设当前t时刻加热片温度状态为k，t-1时刻加热片温度状态为k-1，t+1时刻加热片温度状态为k+1，则可以根据基于t-1时刻加热片滤波后的温度预测当前t时刻加热片的温度，具体表达式为：

X(k|k-1)＝AX(k-1|k-1)+BU(k) (1.1)

在上述表达中：

X(k|k-1)为利用t-1时刻加热片温度的滤波值预测的当前t时刻加热片的温度，X(k-1|k-1)为t-1时刻加热片滤波后的温度值，U(k)为当前t时刻加热片温度的控制量，对于没有控制输入的***U(k)一般设置为0，A为状态转移矩阵，B为控制矩阵，A和B可根据***实际情况进行设置。

进一步的，根据t-1时刻加热片温度的滤波值的协方差矩阵更新t时刻加热片温度预测值的协方差矩阵，具体表达式为：

P(k|k-1)＝AP(k-1|k-1)A^T+Q (2.1)

在上述表达中：

P(k|k-1)为X(k|k-1)的协方差矩阵，P(k-1|k-1)为X(k-1|k-1)的协方差矩阵，A^T为A的转置矩阵，Q为***过程噪声的协方差矩阵。

根据当前t时刻加热片温度预测值的协方差矩阵计算卡尔曼增益：具体表达式为：

Kg(k)＝P(k|k-1)H^T/(HP(k|k-1)H^T+R) (3.1)

在上述表达中：

Kg(k)为卡尔曼增益，H为测量矩阵，H^T为H的转置矩阵，R为***测量噪声的协方差矩阵。

即当前t时刻加热片状态的最优滤波值表达式为：

X(k|k)＝X(k|k-1)+Kg(k)(Z(K)-H(X(k|k-1)) (4.1)

在上述表达中：式中X(k|k)为当前t时刻状态的滤波值，Z(K)为当前t时刻传感器测量值。

更进一步的，更新当前t时刻加热片温度滤波值的协方差矩阵：

P(k|k)＝(I-Kg(k)H)P(k|k-1)(5.1)

在上述表达中：式中I为单位对角矩阵，对于单模型单测量，I＝1。

当***进入下一时刻加热片k+1状态时，X(k|k)为表达式(1.1)的X(k-1|k-1)，P(k|k)为表达式(2.1)的P(k-1|k-1)，这样算法就可以自回归的循环运算下去，从而实现对罐体内加热片温度持续进行卡尔曼滤波。

优选的，在对罐体和加热片测量温度使用卡尔曼滤波时，第一次进入滤波流程时X(k-1|k-1)和P(k-1|k-1)需要初始化，且P(k-1|k-1)不能初始化为0，一般设置为与理想值相同数量级或者较小的数，以求更快的收敛速度。

可见，上述对测量加热片温度和测量罐体温度进行的卡尔曼滤波，其处理过程相同，此外，虽然本方案中使用的卡尔曼滤波处理温度值，过滤掉测量信号的噪声，除此之外，也可以使用其它能滤除传感器噪声的算法替代，比如最小均方算法(LSM)等。

综上，本申请方案通过同时对罐体温度和热源温度即罐体内的加热片温度进行滤波控制调节，不但可以限制加热片的升温速度，防止了罐体温度出现过大超调，还能够控制罐体整体升温时间快，减小温差，使得罐体温度保持恒定，温度波动幅度小，当使用于麻醉机上时能够保证输出恒定浓度的气流。

本发明还提出了一种蒸发罐的温度控制***，***包括：第一设置单元、第二获取单元、第三执行单元和第四执行单元；

第一设置单元，用于确定蒸发罐的目标温度T；

第二获取单元，用于实时获取蒸发罐的测量罐体温度；

第三执行单元，用于对每次获取的蒸发罐的测量罐体温度进行卡尔曼滤波，获得反馈罐体温度T₁；

第四计算单元，用于根据反馈罐体温度T₁和罐体目标温度T的比较关系确定加热片的加热功率。

在一个实施例中，提出了一种计算机设备，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以下步骤：确定蒸发罐的罐体目标温度T，实时获取蒸发罐的测量罐体温度，对每次获取的蒸发罐的测量罐体温度进行卡尔曼滤波，获得反馈罐体温度T₁，根据反馈罐体温度T₁和罐体目标温度T的比较关系确定加热片的加热功率。

在一个实施例中，提出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以下步骤：确定蒸发罐的罐体目标温度T，实时获取蒸发罐的测量罐体温度，对每次获取的蒸发罐的测量罐体温度进行卡尔曼滤波，获得反馈罐体温度T₁，根据反馈罐体温度T₁和罐体目标温度T的比较关系确定加热片的加热功率。

本领域普通技术人员能够理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，为能够通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征能够进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为为本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的为，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还能够做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围，以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种蒸发罐的温度控制方法，所述方法包括：

确定蒸发罐的罐体目标温度T；

实时获取蒸发罐的测量罐体温度；

对每次获取的所述蒸发罐的测量罐体温度进行卡尔曼滤波，获得反馈罐体温度T₁；

根据所述反馈罐体温度T₁和罐体目标温度T的比较关系确定加热片的加热功率。

2.根据权利要求1所述的蒸发罐的温度控制方法，其特征在于，所述根据所述反馈罐体温度T₁和罐体目标温度T的比较关系确定加热片的加热功率，具体包括：

若所述反馈罐体温度T₁<T-K℃时，控制加热片以最大加热功率W_max工作；

若反馈罐体温度T-K℃≤T₁≤T+K℃时，控制加热片在最大加热功率W_max和最小加热功率W_min之间工作；

若反馈罐体温度T₁>T+K℃时，控制加热片以最小加热功率W_min工作；其中，K为固定偏差值。

3.根据权利要求2所述的蒸发罐的温度控制方法，其特征在于，所述控制加热片以最大加热功率W_max工作，具体包括：

W_max设置在加热片额定功率的50％到100％之间。

4.根据权利要求3所述的蒸发罐的温度控制方法，其特征在于，所述控制加热片以最小加热功率W_min工作，具体包括：

W_min设置为0或接近0的正值。

5.根据权利要求4所述的蒸发罐的温度控制方法，其特征在于，所述控制加热片在最大加热功率W_max和最小加热功率W_min之间工作，具体包括：

根据反馈罐体温度T₁和罐体目标温度T确定期望的加热片温度变化率；

根据期望的加热片温度变化率和反馈的加热片温度变化率确定加热片工作功率值，并通过控制加热片的PWM波占空比值，将加热片工作功率控制在该值；

所述反馈加热片温度变化率，具体包括：通过温度传感器获取t时刻的加热片温度测量值，并且对其进行卡尔曼滤波，获得t时刻的反馈加热片温度T₂，根据所述t时刻的反馈加热片温度和t-1时刻的反馈加热片温度之差除以t-1时刻到t时刻的时间间隔确定反馈加热片温度变化率。

6.根据权利要求5所述的蒸发罐的温度控制方法方法，其特征在于，所述通过温度传感器获取t时刻的加热片温度，并且对其进行卡尔曼滤波，获得t时刻的反馈加热片温度T₂，具体包括：

获取t-1时刻的滤波值即反馈加热片温度，并根据其计算t时刻的预测值；

获取t-1时刻的滤波值的协方差矩阵，并根据其更新t时刻预测值的协方差矩阵；

根据t时刻预测值的协方差矩阵计算卡尔曼增益；

根据t时刻的预测值、加热片温度测量值、预测值的协方差矩阵和卡尔曼增益计算出最优滤波值即反馈加热片温度T₂，并根据t时刻预测值的协方差矩阵和卡尔曼增益更新t时刻的最优滤波值协方差矩阵；

将t时刻的最优滤波值即反馈加热片温度T₂和最优滤波值协方差矩阵传递给t+1时刻，并以此循环确定t+i时刻的最优滤波值和最优滤波值协方差矩阵，其中，i＝1、2、3...n。

7.根据权利要求1至6中任一所述的蒸发罐的温度控制方法，其特征在于，所述对每次获取的所述蒸发罐的测量罐体温度进行卡尔曼滤波，获得反馈罐体温度T₁，具体包括：

获取t-1时刻的滤波值即反馈罐体温度，并根据其计算t时刻的预测值；

获取t-1时刻的滤波值的协方差矩阵，并根据其更新t时刻预测值的协方差矩阵；

根据t时刻预测值的协方差矩阵计算卡尔曼增益；

根据t时刻的预测值、测量罐体温度、预测值的协方差矩阵和卡尔曼增益计算出最优滤波值即反馈罐体温度T₁，并根据t时刻预测值的协方差矩阵和卡尔曼增益更新t时刻的最优滤波值协方差矩阵；

将t时刻的最优滤波值即反馈罐体温度T₁和最优滤波值协方差矩阵传递给t+1时刻，并以此循环确定t+i时刻的最优滤波值和最优滤波值协方差矩阵，其中，i＝1、2、3...n。

8.蒸发罐的温度控制***，其特征在于，所述***包括：第一设置单元、第二获取单元、第三执行单元和第四执行单元；

所述第一设置单元，用于确定蒸发罐的目标温度T；

所述第二获取单元，用于实时获取蒸发罐的测量罐体温度；

所述第三执行单元，用于对每次获取的所述蒸发罐的测量罐体温度进行卡尔曼滤波，获得反馈罐体温度T₁；

所述第四计算单元，用于根据所述反馈罐体温度T₁和罐体目标温度T的比较关系确定加热片的加热功率。

9.一种可读存储介质，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权利要1至7中任一一项中所述方法的步骤。

10.一种计算机设备，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权利要1至7中任一一项中所述方法的步骤。