第7章 PID 控温救命理科生在修真界搞炼丹革命

废丹房内秦洛正对着一堆瓶瓶罐罐发愁。

“温度波动还是太大了...”他盯着水浴锅中不断起伏的水温眉头紧锁。

虽然相比直接火烤已经稳定了许多但±5度的波动范围依然让他这个习惯了实验室精密温控的人感到抓狂。

柱子在一旁看着秦洛对着一锅水念念有词忍不住问道：“秦师兄这温度不是挺稳的吗？比以前强多啦！” “不够远远不够。

”秦洛摇头“温度稳定性直接影响反应速率和产物纯度。

特别是某些对热敏感的成分几度的差异就可能导致降解或副反应。

” 柱子似懂非懂但看秦洛严肃的表情知道这一定是很严重的问题。

秦洛盯着那锅水大脑飞速运转。

在现代实验室这种问题很好解决——一个PID温控器搞定。

但在这个连电都没有的修仙世界上哪找PID控制器去？ “等等...”秦洛突然眼睛一亮“没有电子PID我可以做一个机械式的啊！” 说干就干。

他找来一块木板几根竹片一些丝线还有一个小滑轮和配重块。

又让铁大锤帮忙打造了几个小小的金属零件。

“秦师兄您这是要做啥？”柱子好奇地看着秦洛摆弄这些零碎。

“做一个温度自动控制器。

”秦洛头也不抬专注地组装着零件“原理很简单：利用不同金属的热胀冷缩系数不同通过机械结构放大这种变化自动调节风门大小从而控制火力。

” 他在丹炉的进风口处安装了一个由双金属片制成的感温元件。

当温度升高时双金属片弯曲通过连杆机构带动风门关小减少进风量降低火力；温度降低时过程相反。

“这是比例控制（P）温度偏差越大调节作用越强。

”秦洛一边调试一边解释。

接着他增加了一个积分机构——一个小沙漏般的装置通过细沙流速来模拟积分时间。

“这是积分控制（I）消除静差让温度最终稳定在设定值。

” 最后他还加了一个微分机构——一个阻尼器防止系统 overshoot（超调）。

“微分控制（D）预测温度变化趋势提前抑制波动。

” 柱子目瞪口呆地看着这个由木片、金属和丝线组成的复杂装置完全无法理解这些零件的用途。

“秦师兄这...这东西真能控制温度？”柱子怀疑地问。

“理论上可行。

”秦洛调试着最后一个零件“实践是检验真理的唯一标准。

来吧我们试一下。

” 他点燃炉火将新的温控器接入系统。

装置开始工作双金属片随着温度变化微微弯曲带动一系列连杆和滑轮精细地调节着进风门的大小。

柱子屏息凝神地看着温度计——那是一根秦洛自制的、刻有粗略刻度的玻璃管里面装着随温度膨胀收缩的液体。

奇迹发生了。

炉温上升的速度明显变得平稳不再像以前那样忽高忽低。

当接近设定温度时温控器开始精细调节风门时开时关将温度稳定在一个狭窄的范围内。

“成、成功了！”柱子看着那几乎不动的液柱激动得声音发颤“温度真的稳住了！” 秦洛也松了口气。

虽然这个机械式PID粗糙得很但在这个没有电力的世界已经算是黑科技了。

“还需要优化参数。

”秦洛观察着系统的响应“P值有点大超调明显；I时间太长了；D作用不够强...” 他一边嘀咕着一边调整着各个部件的参数：改变杠杆比例、调整沙漏流速、更换阻尼器的阻尼系数... 经过一番调试温控效果越来越好温度波动范围缩小到了±1度以内！ “太神奇了！”柱子看得两眼放光“秦师兄您真是神了！” 就在这时铁大锤扛着他的新作品风风火火地闯了进来：“秦师弟！看俺的新炉子！加了你说那个什么...扰流片！” 他一进门就看到那个正在自动调节风门的机械装置顿时愣住了：“这、这是啥玩意儿？” 秦洛简单解释了一下PID温控原理。

铁大锤听得云里雾里但看到那稳定的炉温顿时明白这玩意儿有多厉害。

“妙啊！”铁大锤一拍大腿“这玩意儿要是装在俺的炼器炉上岂不是能精准控制火候了？” “理论上可以。

”秦洛点头“不过炼器温度更高需要耐高温的材料。

” “这个好办！”铁大锤兴奋地说“俺那里有耐火合金！来来来帮俺也做一个！” 于是三人开始合作改进温控器。

铁大锤提供材料和加工技术秦洛设计控制系统柱子打下手。

就在他们忙得热火朝天时谁也没注意到丹炉的温度正在悄然上升。

由于新炉子的保温性能太好而温控器的调节范围有限系统逐渐出现了积分饱和现象——温度持续偏高温控器不断关小风门直到完全关闭但温度仍然降不下来。

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