【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，具体是涉及一种堆叠式石墨烯温差控制系统。
技术介绍
1、当前医疗美容、产后康复及大健康产业中，电热设备被广泛使用，但它们通常具有一些弊端。例如，它们可能会在加热过程中产生过热，导致患者的不适甚至灼伤。此外，这些设备的温度控制不够精确，不能很好地适应人体的生理需求。因此，需要一种新的温度控制系统以改善这些问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，提供一种堆叠式石墨烯温差控制系统，本技术方案通过ntc对温度的灵敏度进行感应，并根据脉冲信号，使用pid模糊算法预测温度在pwm脉冲作用下的升温效果。这样，可以快速有效地升温，并能根据温度变化的速率。提前降低pwm脉宽数值，避免过度升温给造成灼伤。
2、为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种堆叠式石墨烯温差控制系统，包括：
4、堆叠式石墨烯加热结构，所述堆叠式石墨烯加热结构由按照温度层次差异，交错堆叠放置的石墨烯加热片和导热体组成；
5、ntc温度传感器，所述ntc温度传感器设置于堆叠式石墨烯加热结构内，所述ntc温度传感器用于检测堆叠式石墨烯加热结构的温度变化，并产生电压模拟信号；
6、mcu控制器，所述mcu控制器信号输入端与温度比较器信号输出端电性连接，所述mcu控制器用于基于电压模拟信号，反推出ntc温度传感器的阻值，并基于ntc温度传感器的阻值，通过模糊pid控制算法，生成输出pid算法控制信号；
7、浪涌信号发生器，所述浪涌
8、输出放大器：所述输出放大器与所述浪涌信号发生器电性连接，所述输出放大器用于将pwm脉冲信号放大，得到pwm放大信号，并将pwm放大信号输出至堆叠式石墨烯加热结构，确定堆叠式石墨烯加热结构的加热。
9、优选的，所述模糊pid控制算法包括模糊逻辑模型和pid控制算法；
10、所述模糊逻辑模型以ntc温度传感器检测的温度作为输入变量，以ntc温度传感器阻值作为输出变量；
11、所述pid控制算法以ntc温度传感器阻值的变化率作为输入变量，以ntc温度传感器检测的温度的变化率作为输出变量。
12、优选的，所述模糊逻辑模型的训练方法为：
13、预先采集ntc温度传感器阻值和对应温度的数据，作为训练数据集；
14、将训练数据集按照8:2的比例分为训练样本和测试样本；
15、采用训练样本进行训练得到若干个待验证模型；
16、以测试样本中的ntc温度传感器检测的温度输入每个待验证模型，得到每个待验证模型的阻值输出值；
17、以测试样本中的ntc温度传感器阻值和待验证模型的阻值输出值计算每个待验证模型的损失值；
18、筛选出损失值最小的待验证模型，作为模糊逻辑模型。
19、优选的，所述pid控制算法的训练方法为具体为：
20、将采集到的ntc温度传感器阻值在平面直角坐标系中构建ntc温度传感器阻值变化曲线；
21、采用线性拟合ntc温度传感器阻值变化曲线，得到ntc温度传感器阻值变化曲线的线性变化率，记为阻值变化率；
22、基于模糊逻辑模型，将采集到的ntc温度传感器阻值转换为温度值；
23、在平面直角坐标系中构建温度值变化曲线；
24、采用线性拟合温度值变化曲线，得到温度值变化曲线的线性变化率，记为阻值变化率对应的温度变化率；
25、获得若干个阻值变化率及对应的温度变化率，组成变化率训练数据集；
26、基于变化率训练数据集训练得到pid控制算法。
27、优选的，所述模糊pid控制算法的更新方法为，收集新的数据并基于模糊逻辑模型的训练方法和pid控制算法的训练方法更新模糊pid算法。
28、优选的，所述堆叠式石墨烯加热结构还包括电源模块，所述电源模块信号输入端与所述输出放大器信号输出端电性连接，所述电源模块用于基于pwm放大信号对石墨烯发热片进行供电。
29、优选的，所述ntc温度传感器、浪涌信号发生器、输出放大器均与所述堆叠式石墨烯加热结构一一对应设置。
30、优选的，所述堆叠式石墨烯加热结构至少设置有一个，多个所述堆叠式石墨烯加热结构采用同步或异步的方式进行加热。
31、优选的，所述堆叠式石墨烯温差控制系统还包括外壳，所述堆叠式石墨烯加热结构、ntc温度传感器、温度比较器、mcu控制器、浪涌信号发生器和输出放大器均设置于外壳内部，所述外壳使用绝缘材料制成。
32、优选的，所述堆叠式石墨烯温差控制系统还包括安全保护模块，所述安全保护模块与温度比较器电性连接；
33、所述安全保护模块基于误差信号确定温度采样值与预设的参考值之间的差值；
34、若检测到的温度采样值高于预设的参考值，且温度采样值与预设的参考值之间的差值大于预设危险值，则安全保护模块切断电源。
35、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
36、本专利技术提出使用模糊pid(比例-积分-微分)算法的专利技术专利，该算法用于控制脉冲宽度(pwm脉冲)输出，从而预测和调整温度变化。是一种广泛应用于控制工程的技术，通过调整pwm脉冲的宽度来控制系统的温度参数。本模糊pid算法结合了模糊逻辑和pid控制算法的优点，可以用于预算温度变化速度，可以对非线性系统进行精确的控制。由于温度变化通常是非线性的，所以使用模糊pid算法可以更好地预测和控制温度变化。通过提前调整pwm脉冲的宽度，可以实现对温度的精确控制，以达到更高的系统性能和更优的能源效率。
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1.一种堆叠式石墨烯温差控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种堆叠式石墨烯温差控制系统，其特征在于，所述模糊PID控制算法包括模糊逻辑模型和PID控制算法；
3.根据权利要求2所述的一种堆叠式石墨烯温差控制系统，其特征在于，所述模糊逻辑模型的训练方法为：
4.根据权利要求3所述的一种堆叠式石墨烯温差控制系统，其特征在于，所述PID控制算法的训练方法为具体为：
5.根据权利要求4所述的一种堆叠式石墨烯温差控制系统，其特征在于，所述模糊PID控制算法的更新方法为，收集新的数据并基于模糊逻辑模型的训练方法和PID控制算法的训练方法更新模糊PID算法。
6.根据权利要求1所述的一种堆叠式石墨烯温差控制系统，其特征在于，所述堆叠式石墨烯加热结构还包括电源模块，所述电源模块信号输入端与所述输出放大器信号输出端电性连接，所述电源模块用于基于PWM放大信号对石墨烯发热片进行供电。
7.根据权利要求1所述的一种堆叠式石墨烯温差控制系统，其特征在于，所述NTC温度传感器、浪涌信号发生器、输出放大器均与所述堆叠
8.根据权利要求7所述的一种堆叠式石墨烯温差控制系统，其特征在于，所述堆叠式石墨烯加热结构至少设置有一个，多个所述堆叠式石墨烯加热结构采用同步或异步的方式进行加热。
9.根据权利要求1所述的一种堆叠式石墨烯温差控制系统，其特征在于，所述堆叠式石墨烯温差控制系统还包括外壳，所述堆叠式石墨烯加热结构、NTC温度传感器、温度比较器、MCU控制器、浪涌信号发生器和输出放大器均设置于外壳内部，所述外壳使用绝缘材料制成。
10.根据权利要求1所述的一种堆叠式石墨烯温差控制系统，其特征在于，所述堆叠式石墨烯温差控制系统还包括安全保护模块，所述安全保护模块与温度比较器电性连接；
...【技术特征摘要】
1.一种堆叠式石墨烯温差控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种堆叠式石墨烯温差控制系统，其特征在于，所述模糊pid控制算法包括模糊逻辑模型和pid控制算法；
3.根据权利要求2所述的一种堆叠式石墨烯温差控制系统，其特征在于，所述模糊逻辑模型的训练方法为：
4.根据权利要求3所述的一种堆叠式石墨烯温差控制系统，其特征在于，所述pid控制算法的训练方法为具体为：
5.根据权利要求4所述的一种堆叠式石墨烯温差控制系统，其特征在于，所述模糊pid控制算法的更新方法为，收集新的数据并基于模糊逻辑模型的训练方法和pid控制算法的训练方法更新模糊pid算法。
6.根据权利要求1所述的一种堆叠式石墨烯温差控制系统，其特征在于，所述堆叠式石墨烯加热结构还包括电源模块，所述电源模块信号输入端与所述输出放大器信号输出端电性连接，所述电源模块用于基于...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡远雄，李桂斌，林嘉琦，马雪梅，苏远景，
申请(专利权)人：深圳市亮而彩科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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