单神经元增量式PID焊笔加热控制方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及焊笔加热控制的，尤其是涉及一种单神经元增量式pid焊笔加热控制方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、目前，焊笔加热控制一般采用传统的pid控制算法。

2、现有的pid(比例-积分-微分)控制是一种广泛使用的控制策略，它通过调节比例、积分和微分三个参数来实现对焊笔加热温度的精确控制，pid控制器根据设定温度与实际温度之间的差值(误差)调整加热功率，以达到预定的焊笔温度。

3、上述中的现有技术方案存在以下缺陷：

4、传统pid控制算法在面对复杂或变化的操作环境时，如温度波动、焊笔老化或不同焊接材料，可能无法迅速适应，导致加热控制不够精确。

5、针对上述中的相关技术，发明人认为存在有焊笔加热控制不够精确的缺陷。

技术实现思路

1、为了提高焊笔加热控制的精确度，本技术提供一种单神经元增量式pid焊笔加热控制方法、装置、设备及介质。

2、本技术的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

3、获取目标输出温度并获取初始启动信号，根据所述初始启动信号计算当前时刻温度偏差；

4、根据所述当前时刻温度偏差计算初始pid参数，并根据所述初始pid参数计算初始输出增量；

5、根据所述初始输出增量计算二次型性能指标和神经元输出，并根据所述神经元输出确定神经元比例系数；

6、根据所述二次型性能指标和所述神经元比例系数计算神经元权重系数，并根据所述神经元权重系数计算功率输出增量；

7、根据所述功率输出增量和所述初始输出增量生成焊笔加热控制信号。

8、通过采用上述技术方案，通过获取目标输出温度和初始启动信号，进一步计算出当前时刻温度偏差，进而计算初始输出增量，提高了焊笔加热控制的精确度；根据初始输出增量计算出二次型性能指标和神经元输出，并根据神经元输出确定神经元比例系数，提高了焊笔加热控制的自适应性；结合二次型性能指标计算神经元权重系数，从而计算出功率输出增量，最终生成焊笔加热控制信号，进一步提高了焊笔加热控制的精确度。

9、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述获取目标输出温度并获取初始启动信号，根据所述初始启动信号计算当前时刻温度偏差，具体包括：

10、获取目标输出温度并获取初始启动信号，并根据所述初始启动信号获取当前时刻的实际输出温度；

11、根据所述目标输出温度和所述实际输出温度计算得到当前时刻温度偏差。

12、通过采用上述技术方案，通过获取初始启动信号，进而获取当前时刻的实际输出温度，获取目标输出温度，从而根据目标输出温度和实际输出温度计算得到当前时刻温度偏差，方便了后续对初始输出增量的计算，从而提高了焊笔加热控制的精确度。

13、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据所述当前时刻温度偏差计算初始pid参数，并根据所述初始pid参数计算初始输出增量，具体包括：

14、根据所述当前时刻温度偏差采用下列公式计算初始pid参数：

15、x1(k)＝e(k)；

16、x2(k)＝e(k)-e(k-1)；

17、x3(k)＝e(k)-2e(k-1)+e(k-2)；

18、其中，e(k)为k时刻的温度偏差；x1(k)为pid积分参数；x2(k)为pid比例参数；x3(k)为pid微分参数；

19、根据所述初始pid参数采用下列pid增量计算公式计算初始输出增量：

20、δu(k)＝i*x1(k)+p*x2(k)+d*x3(k)；

21、其中，△u(k)为k时刻的功率输出增量；i为积分权值；p为比例权值；d为微分权值。

22、通过采用上述技术方案，通过当前时刻温度偏差计算得到初始pid参数，再根据初始pid参数采用预存的公式计算出焊笔加热控制系统的初始输出增量，方便了后续对系统输出增量的计算，提高了焊笔加热控制的精确度。

23、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据所述初始输出增量计算神经元输出，并根据所述神经元输出确定神经元比例系数，具体包括：

24、根据所述当前时刻温度偏差和所述初始输出增量通过下列公式计算二次型性能指标：

25、

26、其中，m为温度偏差的加权系数；n为输出增量的加权系数；rin(k)为k时刻的目标输出温度；yout(k)为k时刻的实际输出温度；

27、根据所述当前时刻温度偏差和所述初始输出增量通过下列公式计算神经元输出：

28、

29、

30、其中，i为正整数且i≤3；wi为神经元的权重系数；k为神经元的比例系数且k>0；

31、获取神经元输出约束条件，并根据所述神经元输出和神经元输出约束条件确定神经元比例系数。

32、通过采用上述技术方案，对当前时刻温度偏差和初始输出增量通过预存的公式进行计算得到二次型性能指标和神经元输出，获取神经元输出的约束条件，并根据神经元约束条件和神经元输出确定神经元比例系数，以便于后续计算，从而提高了焊笔加热控制的自适应性。

33、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据所述二次型性能指标和所述神经元比例系数计算神经元权重系数，并根据所述神经元权重系数计算功率输出增量，具体包括：

34、根据所述二次型性能指标计算所述当前时刻温度偏差和所述初始输出增量的加权系数；

35、根据所述加权系数和所述神经元比例系数通过下列公式计算得到神经元权重系数：

36、

37、

38、

39、其中，w1(k)为神经元积分权值；w2(k)为神经元积分权值；w3(k)为神经元积分权值；b0为输出响应的第一个值；ηi、ηp、ηd分别为积分项、比例项和微分项的权重学习系数；z(k)＝e(k)；

40、根据所述神经元权重系数计算得到功率输出增量。

41、通过采用上述技术方案，通过二次型性能指标计算出温度偏差和输出增量的加权系数，进而结合加权系数和神经元比例系数通过下列公式计算得到神经元权重系数，从而根据神经元权重系数计算得到功率输出增量，提高了焊笔加热控制的自适应性。

42、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据神经元权重系数计算得到功率输出增量，具体包括：

43、根据所述神经元权重系数替换所述pid增量计算公式，得到神经元增量计算公式如下：δu(k)＝w1*x1(k)+w2*x2(k)+w3*x3(k)；

44、根据所述神经元增量计算公式计算得到功率输出增量。

45、通过采用上述技术方案，通过计算得到的神经元权重系数替换pid增量计算公式，从而得到神经元增量计算公式，进而计算得到功率输出增量，以便于后续进一步的计算，从而提高了焊笔加热控制的精确度。

46、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据所述功率输出增量和所述初始输出增量生成焊笔加热控制信号，具体包括：

47、根据所述功率输出增量和初始输出增量计算系统输出增量；

48、根据所述系统输出增量生成焊笔加热控制信号。

49、通过采用上述技术方案，通过功率输出增量和初始输出增量进行累加得到系统输出增量，最终通过系统输出增量生成焊笔加热控制信号，从而控制焊笔进行加热操作，提高了焊笔加热控制的精确度，并且减少了不必要的功率损耗，使焊笔的加热操作更加节能环保。

50、本技术的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：

51、一种单神经元增量式pid焊笔加热控制装置，所述单神经元增量式pid焊笔加热控制装置包括：

52、温度偏差计算模块：用于获取目标输出温度并获取初始启动信号，根据所述初始启动信号计算当前时刻温度偏差；

53、初始增量计算模块：用于根据所述当前时刻温度偏差初始pid参数，并根据所述初始pid参数计算初始输出增量；

54、温度偏差计算模块：用于实时获取工作温度生成实际输出温度，根据所述目标输出温度和所述实际输出温度计算实时的温度偏差；

55、神经元系数计算模块：用于根据所述温度偏差和所述初始输出增量计算二次型性能指标和神经元输出，并根据所述神经元输出确定神经元比例系数；

56、输出增量计算模块：用于根据所述二次型性能指标和所述神经元比例系数计算神经元权重系数，并根据所述神经元权重系数计算功率输出增量；

57、控制信号生成模块：用于根据所述功率输出增量和所述初始输出增量生成焊笔加热控制信号。

58、通过采用上述技术方案，通过获取目标输出温度和初始启动信号，进一步计算出当前时刻温度偏差，进而计算初始输出增量，提高了焊笔加热控制的精确度；根据初始输出增量计算出二次型性能指标和神经元输出，并根据神经元输出确定神经元比例系数，提高了焊笔加热控制的自适应性；结合二次型性能指标计算神经元权重系数，从而计算出功率输出增量，最终生成焊笔加热控制信号，进一步提高了焊笔加热控制的精确度。

59、本技术的上述目的三是通过以下技术方案得以实现的：

60、一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述单神经元增量式pid焊笔加热控制方法的步骤。

61、本技术的上述目的四是通过以下技术方案得以实现的：

62、一种计算机可读存储介质，所述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实现上述单神经元增量式pid焊笔加热控制方法的步骤。

63、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

64、1、通过获取目标输出温度并获取初始启动信号，进一步获取当前时刻的实际输出温度，从而根据目标输出温度和实际输出温度计算得到当前时刻温度偏差，从而计算得到初始pid参数，再根据初始pid参数采用预存的公式计算出初始输出增量，通过计算得到的神经元权重系数替换pid增量计算公式，从而得到神经元增量计算公式，进而计算得到功率输出增量，从而提高了焊笔加热控制的精确度；

65、2、通过对当前时刻温度偏差和初始输出增量通过预存的公式进行计算得到二次型性能指标和神经元输出，获取神经元输出的约束条件，并根据神经元约束条件和神经元输出确定神经元比例系数，通过二次型性能指标计算出温度偏差和输出增量的加权系数，进而结合加权系数和神经元比例系数通过下列公式计算得到神经元权重系数，从而根据神经元权重系数计算得到功率输出增量，提高了焊笔加热控制的自适应性；

66、3、通过功率输出增量和初始输出增量进行累加得到系统输出增量，最终通过系统输出增量生成焊笔加热控制信号，从而控制焊笔进行加热操作，减少了不必要的功率损耗，使焊笔的加热操作更加节能环保。