【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及烹饪设备控制，具体涉及一种烧腊烤箱的节能温控系统及其温控方法。
技术介绍
1、在现代厨房设备中，烤箱是常用的加热和烹饪设备，广泛应用于家庭和商业场合。烤箱通过加热元件提供热量，使食物在高温环境下烤制，从而实现不同种类食物的加热、熟化和烤制，然而，现有烤箱设备在高温烤制过程中，常常存在内部热量分布不均的现象，这一问题的产生主要与烤箱内部的设计、加热元件的布局、以及热对流效果等因素相关。
2、热量分布不均往往会导致局部区域的温度过高，进而引发烤制不均的情况。这些局部过高的温度会导致食物的某些部分过度烤制甚至焦糊，而其他部分可能仍然未熟，影响了食物的整体口感和外观。此外，温度分布不均的问题还可能增加烤箱的能源消耗，延长烤制时间，并降低烤制效率，尽管现有的烤箱技术中，部分设备通过增加风扇、调整加热元件布局等手段来改善内部的热量循环和分布问题，但由于烤箱内部的热对流和辐射受限，仍然难以完全消除局部温度过高的现象。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种烧腊烤箱的节能温控系统及其温控方法，解决了现有技术热量分布不均往往会导致局部区域的温度过高，进而引发烤制不均的情况，影响食物的整体口感和外观的问题、增加烤箱的能源消耗，延长烤制时间，并降低烤制效率的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种烧腊烤箱的节能温控系统，所述系统包括：
3、加热模块，用于在预热阶段根据预设温度目标对烤箱进行均匀加热；
4、温度采集模
5、u＝(1σ)·[ks·sgn(s)+f(x，t)]；
6、其中，u表示控制输出，σ表示滑模面的斜率，ks表示增益，sgn(s)表示符号函数，f(x，t)表示外部扰动，x表示状态变量，t表示时间；
7、与温度采集模块和加热模块连接的功率调节模块，用于基于温度采集模块的实时温度数据，动态调整各加热模块的功率输出，保证烤箱内部温度均匀；
8、与功率调节模块连接的智能温控模块，用于当烤箱内温度达到预设温度时，进入保持模式，并对烤箱内的温度进行控制；
9、集成在智能温控模块内的pid控制模块，用于在保持模式下通过pid算法精确调节加热模块的功率输出；
10、与温度采集模块连接的风扇调速模块，用于根据温度采集模块监测的烤箱内部温度分布情况，自动调节风扇的转速，优化烤箱内的热量分布，具体为：根据各温度区域的温度采集模块数据，调整风扇速度，烤箱内部的热量平衡公式为：
11、δe＝ein-eout；
12、其中，δe表示烤箱内部热量的净变化量，ein表示进入烤箱系统的总热量输入，eout表示从烤箱系统中流出的总热量输出。
13、优选的，所述加热模块在预热阶段根据预设温度目标对烤箱进行均匀加热包括：
14、利用有限元分析进行烤箱内部的热传导仿真，通过将烤箱的几何结构离散化为有限元，仿真计算出在不同加热条件下，烤箱内部各个位置的温度分布，根据仿真结果，优化加热元件的布局，调整功率分布，有限元分析中，热传导的离散化公式为：
15、kt＝q；
16、其中，k表示热传导系数矩阵，t表示温度矢量，q表示热源矢量。
17、优选的，所述功率调节模块基于温度采集模块的实时温度数据，动态调整各加热模块的功率输出，保证烤箱内部温度均匀包括：
18、使用温度传感器实时测量烤箱内部温度，并计算该温度与目标温度的偏差，利用反馈增益系数和实时温度误差计算当前的功率输出，将计算得到的功率输出作为加热模块的实时功率输入，功率输出计算公式为：
19、u(t)＝-k·e(t)+u0；
20、其中，u(t)表示加热模块的功率输出，k表示反馈增益系数，e(t)表示实时温度误差，u0表示初始功率设定值。
21、优选的，所述智能温控模块当烤箱内温度达到预设温度时，进入保持模式，并对烤箱内的温度进行控制包括：
22、将烤箱内部温度变化视为随时间变化的路径，将烤箱内部的温度差异作为作用量的一部分，计算每条路径的总作用，通过积分计算各个路径的状态概率，确定最优的温度控制路径，依据最优路径对加热模块的功率进行实时调节，具体公示为：
23、
24、其中，z表示烤箱温控系统的所有可能温度变化路径的集合，表示在时间t内系统所有可能的温度路径q(t)的概率分布，t表示时间，q(t)表示烤箱内部温度的变化路径，s[q(t)]表示烤箱内部温度变化路径的能量消耗，a表示比例因子，i表示虚数单位。
25、优选的，所述pid控制模块在保持模式下通过pid算法精确调节加热模块的功率输出包括：
26、基于温控系统的历史数据，计算各个温度状态的概率，根据各状态概率计算温度状态分布的熵值，通过增加或减少加热模块的功率输出，控制温度状态分布的熵值，使熵值达到最大，具体公示为：
27、
28、其中，h表示熵值，pj表示温控系统处于不同温度状态的概率，n表示温度状态的总数，j表示不同的温度状态编号。
29、优选的，所述功率调节模块基于温度采集模块的实时温度数据，动态调整各加热模块的功率输出，保证烤箱内部温度均匀包括：
30、基于各个温度传感器的实时温度数据计算温度偏差值；
31、判断温度偏差值是否超过预设阈值；
32、如果超过预设阈值，增加对应区域的加热元件的功率输出；
33、如果未超过预设阈值，维持当前的加热元件的功率输出；
34、其中，温度偏差值是指各个温度传感器实时测得的温度与预设温度目标之间的差值，预设阈值是设定的最大允许温度偏差值。
35、优选的，所述基于各个温度传感器的实时温度数据计算温度偏差值包括：
36、收集各温度传感器在不同时间点的实时温度数据；
37、基于各温度传感器的实时温度数据计算平均温度；
38、用预设温度目标减去计算得到的平均温度，得到温度偏差值；
39、如果温度偏差值大于δt，则触发加热元件功率调整；
40、其中，δt表示预设的最大允许温度偏差值。
41、优选的，所述基于各温度传感器的实时温度数据计算平均温度具体包括：
42、获取各温度传感器的实时温度值t1,t2,...,tn；
43、计算这些温度值的总和σti；
44、将总和σti除以温度传感器数量n，得到平均温度：σti/n；
45、如果|tmax－tmin|>δ，则重新计算平均温度；
46、其中，tmax表示实时温度中的最大值，tmin表示实时温度中的最小值，δ本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种烧腊烤箱的节能温控系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的一种烧腊烤箱的节能温控系统，其特征在于：所述加热模块在预热阶段根据预设温度目标对烤箱进行均匀加热包括：
3.根据权利要求1所述的一种烧腊烤箱的节能温控系统，其特征在于：所述功率调节模块基于温度采集模块的实时温度数据，动态调整各加热模块的功率输出，保证烤箱内部温度均匀包括：
4.根据权利要求1所述的一种烧腊烤箱的节能温控系统，其特征在于：所述智能温控模块当烤箱内温度达到预设温度时，进入保持模式，并对烤箱内的温度进行控制包括：
5.根据权利要求1所述的一种烧腊烤箱的节能温控系统，其特征在于：所述PID控制模块在保持模式下通过PID算法精确调节加热模块的功率输出包括：
6.根据权利要求1所述的一种烧腊烤箱的节能温控系统，其特征在于：所述功率调节模块基于温度采集模块的实时温度数据，动态调整各加热模块的功率输出，保证烤箱内部温度均匀包括：
7.根据权利要求6所述的一种烧腊烤箱的节能温控系统，其特征在于：所述基于各个温度传感器的实时温度数
8.根据权利要求7所述的一种烧腊烤箱的节能温控系统，其特征在于：所述基于各温度传感器的实时温度数据计算平均温度具体包括：
9.根据权利要求8所述的一种烧腊烤箱的节能温控系统，其特征在于：所述如果|Tmax－Tmin|>δ，则重新计算平均温度包括：
10.一种烧腊烤箱的节能温控方法，采用权利要求1-9任一项所述的烧腊烤箱的节能温控系统，其特征在于：所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种烧腊烤箱的节能温控系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的一种烧腊烤箱的节能温控系统，其特征在于：所述加热模块在预热阶段根据预设温度目标对烤箱进行均匀加热包括：
3.根据权利要求1所述的一种烧腊烤箱的节能温控系统，其特征在于：所述功率调节模块基于温度采集模块的实时温度数据，动态调整各加热模块的功率输出，保证烤箱内部温度均匀包括：
4.根据权利要求1所述的一种烧腊烤箱的节能温控系统，其特征在于：所述智能温控模块当烤箱内温度达到预设温度时，进入保持模式，并对烤箱内的温度进行控制包括：
5.根据权利要求1所述的一种烧腊烤箱的节能温控系统，其特征在于：所述pid控制模块在保持模式下通过pid算法精确调节加热模块的功率输出包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：肖椿洪，
申请(专利权)人：广州嘉记食品有限公司，
类型：发明
国别省市：
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