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龙图腾网获悉浙江工业大学申请的专利一种融合PID控制与脉宽调制技术的电磁搅拌控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119644705B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411787627.6，技术领域涉及：G05B11/42；该发明授权一种融合PID控制与脉宽调制技术的电磁搅拌控制方法是由张利;李昌鸿;王睿设计研发完成，并于2024-12-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种融合PID控制与脉宽调制技术的电磁搅拌控制方法在说明书摘要公布了：本发明属于电磁搅拌领域，公开了一种融合PID控制与脉宽调制技术的电磁搅拌控制方法，包括：步骤1，搅拌初始化；步骤2，PWM介入调节；步骤3，通过速度传感器数据，PID反馈调节PWM占空比；步骤4，通过温度传感器数据，PID反馈调节PWM开关频率。使用本发明可以通过PWM技术产生一个高频且平滑变化的磁场，从而使得搅拌速度能够平滑且快速进行调整。同时本发明引入了两路PID控制算法，一路PID保证液态金属溶液的搅拌速度能够始终达到用户设定速度。另外一路PID负责实时根据当前搅拌温度是否均匀做出实时调整。

本发明授权一种融合PID控制与脉宽调制技术的电磁搅拌控制方法在权利要求书中公布了：1.一种融合PID控制与脉宽调制技术的电磁搅拌控制方法，其特征在于，包括： 步骤1，在上电启动后，执行搅拌工作的初始化操作，包括： 步骤1.1，根据液态金属的种类设置一个搅拌速度和搅拌温度偏差值； 步骤1.2，设定一个初始占空比，刚上电开始工作时，液态金属溶液的搅拌速度为0，各个温度传感器的温度差值也接近0，此时负责控制搅拌温度均匀性的第一PID不介入工作，负责控制液态金属溶液搅拌速度的第二PID的输出值与初始占空比叠加，具体的做法是将第二PID的输出值与设定的PWM的步长限定值ΔDmax相除之后再与初始占空比叠加，从而实现精确控制，PWM的占空比由如下公式表示： 式中，D代表占空比，thigh代表PWM开关打开的时间，T代表PWM周期； 步骤1.3，经过第二PID反馈调节后的占空比由如下公式表示： 式中，Dfinal代表经过第二PID调节后最终采用的占空比，Dinitial代表初始占空比，PIDvoutput代表第二PID的输出调节值，ΔDmax代表步长限定值； 步骤2，在刚开始采用初始化占空比和开关频率对搅拌过程进行控制，随后有两路PID，一路负责控制搅拌温度的均匀性，一路负责控制搅拌速度均匀性，首先是负责控制搅拌速度均匀性的PID先工作，随后负责控制搅拌温度均匀性的PID工作，包括： 步骤2.1，当PWM的占空比逐步提高后通入电磁线圈中的等效电流也会逐步提高，根据PWM公式，此时电磁线圈中的等效电流大小可以由如下公式表达： 式中Iavg代表电磁线圈中的等效电流，Dfinal代表经过第二PID调节后采用的占空比，Vsta代表PWM标准输入电压，R代表电磁线圈电阻值； 步骤2.2，由电磁线圈中的等效电流产生的磁场逐步提高进而影响液态金属溶液的搅拌速度，此时产生电磁场的大小和液态金属溶液所受洛伦兹力大小分别由如下式子表达： Fl＝B×J5 式中Iavg代表电磁线圈中的等效电流，m是电磁线圈的线圈匝数，L是电磁线圈的长度，μ0代表的是大气中的磁导率，B代表磁场强度，Fl代表液态金属溶液所受洛伦兹力大小，J代表液态金属溶液内部电流密度； 步骤3，通过速度传感器数据，PID反馈调节PWM占空比，包括： 步骤3.1，根据第二PID的输入源是由安装在搅拌容器内各个位置速度传感器的平均值来确定的，该第二PID的控制算法由如下公式表达： 式中，eVt是误差，即用户期望速度值与实际各个不同位置传感器速度测量平均值之间的差距，Kp、Ki、Kd分别是比例、积分和微分增益，第二PID的输出信号uvt表示第二PID的输出值，Vst代表各个速度传感器的平均值，Vsta代表用户所设定的速度期望值； 步骤3.2，如若当前实际速度低于用户所设定的速度期望值，则第二PID的输出值将会增加，但为了防止PWM步长变化过大导致速度提升过快从而影响搅拌的稳定性，第二PID的输出值会与PWM步长限定值ΔDmax相除之后再加到现有控制量上； 步骤4，通过温度传感器数据，PID反馈调节PWM开关频率。

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