本發(fā)明涉及數(shù)字調(diào)光領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種利用pid算法的數(shù)字調(diào)光控制方法。
背景技術(shù)：
在控制發(fā)光元件(例如氣體放電燈，hid)的電路中，經(jīng)常需要提供調(diào)整亮度(dimming)的功能?，F(xiàn)有技術(shù)中主要有兩大類調(diào)光方式，一種為模擬調(diào)光，其面臨的一個(gè)很嚴(yán)重的問(wèn)題是輸出電流精度。幾乎每個(gè)hid驅(qū)動(dòng)都要用到某種串聯(lián)電阻來(lái)辨別電流。電流辨別電壓(vsns)通過(guò)折衷低能耗損失和高信噪比來(lái)選定。驅(qū)動(dòng)中的容差、偏移和延遲導(dǎo)致了一個(gè)相對(duì)固定的誤差。要在一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)中降低輸出電流就必須降低vsns。這樣就會(huì)反過(guò)來(lái)降低輸出電流的精度，最終，輸出電流無(wú)法指定、控制或保證。
另一種為當(dāng)前應(yīng)用廣泛的數(shù)字調(diào)光，使用電路以相對(duì)于人眼識(shí)別力來(lái)說(shuō)足夠高的頻率工作來(lái)改變光輸出的平均值。但實(shí)際應(yīng)用中仍存在功率不穩(wěn)定等問(wèn)題，驅(qū)動(dòng)電流的過(guò)沖對(duì)hid芯片的壽命也會(huì)有一定的影響。
pid是工業(yè)控制上的一種控制算法，其中p表示比例，i表示積分，d表示微分。在過(guò)程控制中，按偏差的比例（p）、積分（i）和微分（d）進(jìn)行控制的pid控制器（亦稱pid調(diào)節(jié)器）是應(yīng)用最廣泛的一種自動(dòng)控制器，它具有原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，適用面廣，控制參數(shù)相互獨(dú)立，參數(shù)的選定比較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。如何將pid應(yīng)用到數(shù)字調(diào)光電路中是當(dāng)前研究的關(guān)鍵。
針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種利用pid算法的數(shù)字調(diào)光控制方法，能夠通過(guò)pid算法改變輸出頻率調(diào)節(jié)并穩(wěn)定功率。
為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
一種利用pid算法的數(shù)字調(diào)光控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
s1：設(shè)定初始設(shè)定值mb和目標(biāo)值的上、下限值x、y；
s2：接收外部恒功率采樣值next_point，并按下式計(jì)算設(shè)定值mb和該采樣值的當(dāng)前差值ek_0：ek_0=mb-next_point；
s3：計(jì)算目標(biāo)值增量，得到目標(biāo)值增減量udk，并根據(jù)pid算法進(jìn)行目標(biāo)值調(diào)整，得到pid調(diào)整后的目標(biāo)值uk；
s4：進(jìn)行設(shè)定值和采樣差值的交換；
s5：對(duì)目標(biāo)值與設(shè)定的限值進(jìn)行比較，根據(jù)經(jīng)pid調(diào)整過(guò)的目標(biāo)值更改輸出頻率。
進(jìn)一步的，所述步驟s3包括：
s31：根據(jù)公式uk=uk_1+udk，計(jì)算得到udk值；
s32：根據(jù)公式
udk=p×(ek_0-ek_1)+b×i×ek_0+d×(ek_0-2×ek_1+ek_2)得到pid調(diào)整后的目標(biāo)值uk；
其中：udk是計(jì)算完的目標(biāo)值增減量，uk是pid調(diào)整后的目標(biāo)值，uk_1是目標(biāo)設(shè)定值，p是比例系數(shù)，i是積分系數(shù)，d是微分系數(shù)，b是常數(shù)系數(shù)，mb是恒功率設(shè)定值，ek_0是當(dāng)前設(shè)定值和目標(biāo)值的差，ek_1是上一次設(shè)定值和目標(biāo)值的差，ek_2是上二次設(shè)定值和目標(biāo)值的差。
進(jìn)一步的，所述步驟s5包括：
s51：若調(diào)整后的目標(biāo)值uk大于目標(biāo)設(shè)定值的上限值，則使uk等于目標(biāo)設(shè)定值的上限值x；
s52：若調(diào)整后的目標(biāo)值uk小于目標(biāo)設(shè)定值的下限值，則使得uk等于目標(biāo)設(shè)定值的下限值y。
本發(fā)明的有益效果：采用pid算法公式改變輸出頻率調(diào)節(jié)并穩(wěn)定功率，反饋電壓高了就調(diào)高輸出頻率，反饋電壓低了就降低輸出頻率，通過(guò)采樣、pid計(jì)算的高速循環(huán)達(dá)到穩(wěn)定輸出功率的效果。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的一種利用pid算法的數(shù)字調(diào)光控制方法的流程框圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述的一種利用pid算法的數(shù)字調(diào)光控制方法，包括以下步驟：
一種利用pid算法的數(shù)字調(diào)光控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
s1：設(shè)定初始設(shè)定值mb和目標(biāo)值的上、下限值x、y；
s2：接收外部恒功率采樣值next_point，并按下式計(jì)算設(shè)定值mb和該采樣值的當(dāng)前差值ek_0：ek_0=mb-next_point；
s3：計(jì)算目標(biāo)值增量，得到目標(biāo)值增減量udk，并根據(jù)pid算法進(jìn)行目標(biāo)值調(diào)整，得到pid調(diào)整后的目標(biāo)值uk；
s4：進(jìn)行設(shè)定值和采樣差值的交換；
s5：對(duì)目標(biāo)值與設(shè)定的限值進(jìn)行比較，根據(jù)經(jīng)pid調(diào)整過(guò)的目標(biāo)值更改輸出頻率。
進(jìn)一步的，所述步驟s3包括：
s31：根據(jù)公式uk=uk_1+udk，計(jì)算得到udk值；
s32：根據(jù)公式
udk=p×(ek_0-ek_1)+b×i×ek_0+d×(ek_0-2×ek_1+ek_2)得到pid調(diào)整后的目標(biāo)值uk；
其中：udk是計(jì)算完的目標(biāo)值增減量，uk是pid調(diào)整后的目標(biāo)值，uk_1是目標(biāo)設(shè)定值，p是比例系數(shù)，i是積分系數(shù)，d是微分系數(shù)，b是常數(shù)系數(shù)，mb是恒功率設(shè)定值，ek_0是當(dāng)前設(shè)定值和目標(biāo)值的差，ek_1是上一次設(shè)定值和目標(biāo)值的差，ek_2是上二次設(shè)定值和目標(biāo)值的差。
進(jìn)一步的，所述步驟s5包括：
s51：若調(diào)整后的目標(biāo)值uk大于目標(biāo)設(shè)定值的上限值，則使uk等于目標(biāo)設(shè)定值的上限值x；
s52：若調(diào)整后的目標(biāo)值uk小于目標(biāo)設(shè)定值的下限值，則使得uk等于目標(biāo)設(shè)定值的下限值y。
為了方便理解本發(fā)明的上述技術(shù)方案，以下通過(guò)具體使用方式上對(duì)本發(fā)明的上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
在具體使用時(shí)，hid燈數(shù)字調(diào)光電子鎮(zhèn)流器通過(guò)微處理器的高速采樣，采集功率恒定電阻上的電壓，反饋當(dāng)前的功率大小，再通過(guò)pid算法公式改變輸出頻率調(diào)節(jié)并穩(wěn)定功率。反饋電壓高了就調(diào)高輸出頻率，反饋電壓低了就降低輸出頻率，采樣、pid計(jì)算高速循環(huán)，將恒功率設(shè)定值和差值比較并通過(guò)公式（1）計(jì)算出差值，再使用pid算法公式（2）計(jì)算出目標(biāo)值（即輸出頻率）的增減量，最后用公式（3）計(jì)算出經(jīng)pid算法調(diào)整后的目標(biāo)值。
目標(biāo)值的增量=p×（當(dāng)前差值-上次差值）+b×i×當(dāng)前差值+d×(當(dāng)前差值-2倍的上次差值+上上次差值)通過(guò)調(diào)整比例系數(shù)p、積分i、微分d以及控制積分i增減量運(yùn)算的常數(shù)b，共同實(shí)現(xiàn)恒功率的高穩(wěn)定度和高精度。
綜上所述，借助于本發(fā)明的上述技術(shù)方案，通過(guò)將pid算法應(yīng)用于hid燈數(shù)字調(diào)光中，根據(jù)反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)節(jié)輸出頻率，使得電子鎮(zhèn)流器輸出功率達(dá)到恒定。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。