基于模型预测控制的低温控温策略设计及实验验证

低温温度计的标定中,控温策略是低温温度计标定效率和精度的重要影响因素。本研究搭建了以液氦为冷源的低温温度计全自动标定系统,通过温控仪和Python/QT编写了上位机控制程序,对标定过程中所遇到的控温性能问题进行研究。提出一种基于模型预测控制和PID结合的控温策略,通过计算机仿真进行参数优化与实验测试的方法,对PID控温和模型预测控制控温进行实验验证。结果表明,采用模型预测控制后,温度超调量仅为PID模式下的45.42%,稳态调节时间缩短为PID下的23.61%。该控制方法能够显著提高低温系统的控温性能。