2．2 PI分離控制電路設(shè)計
PI控制器原理簡單、參數(shù)易調(diào)且實用性強，因此應(yīng)用廣泛。本系統(tǒng)中的比例環(huán)節(jié)(P)主要是為了提高溫度響應(yīng)速度，積分環(huán)節(jié)(I)主要是為了消除靜差、提高精度，但在大幅度增減溫度設(shè)定值或外部干擾情況下，短時間內(nèi)比較電路輸出有較大的偏差，造成積分積累達到飽和，可能給恒溫單元帶來較大的超調(diào)，甚至引起振蕩。
為了使溫度較快進入高穩(wěn)定狀態(tài)，本系統(tǒng)采用PI分離電路的設(shè)計思路，當溫度設(shè)定值與實際測量溫度值偏差較大時，取消積分作用，避免因積分飽和致使其控制量過大，引起超調(diào)；當偏差值較小時引入積分作用，消除靜差，可有效減小外界干擾，提高溫度穩(wěn)定性。在實際電路中采用電阻串聯(lián)分壓模式，設(shè)定兩個閾值U1和U2(U1U2)，通過閾值比較電路將偏差e(t)(設(shè)定值r(t)與測量值c(t)的差值)，與兩個閾值比較后，輸出兩個控制量分別控制開關(guān)K1和K2的通斷。當e(t)U1時，取消比例作用；當U1e(t)U2時，比例積分同時作用；當e(t)>U2時，為防止積分飽和而取消積分作用。PI加和后輸出μ(t)驅(qū)動TEC，數(shù)值為正時加熱，且數(shù)值越高加熱功率越大；為負時制冷，且絕對值越大制冷功率越大，如圖3所示。