温度的pid控制及程序示例

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1、温度的PID控制一．温度检测部分首先要OK.二、PID调节作用PID控制时域的公式分解开来：(1)比例调节器y(t)=Kp*e(t)e(k)为当前的温差（设定值与检测值的插值）y(k)为当前输出的控制信号(需要转化为PWM形式)#输出与输入偏差成正比。只要偏差出现，就能及时地产生与之成比例的调节作用，使被控量朝着减小偏差的方向变化，具有调节及时的特点。但是，Kp过大会导致动态品质变坏，甚至使系统不稳定。比例调节器的特性曲线.(2)积分调节器y(t)=Ki*∫(e(t))dtKi=Kp/TiTi为积分时间#TI是积分时间常数，它表示积分速度的大小，Ti越大，积分速

2、度越慢，积分作用越弱。只要偏差不为零就会产生对应的控制量并依此影响被控量。增大Ti会减小积分作用，即减慢消除静差的过程，减小超调，提高稳定性。(3)微分调节器y(t)=Kd*d(e(t))/dtKd=Kp*TdTd为微分时间#微分分量对偏差的任何变化都会产生控制作用，以调整系统输出，阻止偏差变化。偏差变化越快，则产生的阻止作用越大。从分析看出，微分作用的特点是：加入微分调节将有助于减小超调量，克服震荡，使系统趋于稳定。他加快了系统的动作速度，减小调整的时间，从而改善了系统的动态性能。三．PID算法：由时域的公式离散化后可得如下公式：y(k)=y(k-1)+(Kp

3、+Ki+Kd)*e(k)-(Kp+2*Kd)*e(k-1)+Kd*e(k-2)y(k)为当前输出的控制信号(需要转化为PWM形式)y(k-1)为前一次输出的控制信号e(k)为当前的温差（设定值与检测值的插值）e(k-1)为一次前的温差e(k-2)为二次前的温差Kp为比例系数Ki=Kp*T/TiT为采样周期Kd=Kp*Td/T四．PID参数整定（确定Kp,Ts,Ti,Td）：温度控制适合衰减曲线法，需要根据多次采样的数据画出响应曲线。所以需要通过串口将采样时间t,输出y(t)记录下来，方便分析。1)、不加入算法，系统全速加热，从常温加热到较高的温度的时间为Tk,则

4、采样时间一般设为T=Tk/10。2)、置调节器积分时间TI=∞，微分时间TD=0，即只加比例算法：y(k)=y(k-1)+Kp*e(k)比例带δ置于较大的值。将系统投入运行。（δ=1/Kp）3)、待系统工作稳定后，对设定值作阶跃扰动，然后观察系统的响应。若响应振荡衰减太快，就减小比例带；反之，则增大比例带。如此反复，直到出现如图所示的衰减比为4：1的振荡过程时，记录此时的δ值（设为δS），以及TS的值（如图中所示）。当采用衰减比为10：1振荡过程时，应用上升时间Tr替代振荡周期TS计算。系统衰减振荡曲线图中，TS为衰减振荡周期，Tr为响应上升时间。据表中所给的经

5、验公式计算δ、TI及TD的参数。表衰减曲线法整定计算公式衰减率ψ整定参数调节规律δ(1/Kp)TITD0.75PδSPI1.2δS0.5TSPID0.8δS0.3TS0.1TS0.9PδSPI1.2δS2TrPID0.8δS1.2Tr0.4Tr大致计算出Kp,Ti,Td后代入公式，然后完善算法。让系统运作多测试几次。直到满意为止。以下是网上找的一个示例程序#include#include#defineN040536#definenop()_nop_()#defineucharunsignedchar#defineuintu

6、nsignedint/*程序中变量数组定义*/ucharidatatable[]={"Real-timeTemp:"};//第一行显示"Real-timeTemp:"ucharidatatable1[5];uchardata1,kp,ki,kd;uintt,hightime,count;//占空比调节参数uintrltemp,settemp=350;inte1,e2,e3,duk,uk;/*引脚定义*/sbitEOC=P2^6;sbitOE=P2^5;sbitSTART=P2^7;sbitlcden=P3^2;sbitlcdrw=P3^1;sbitlcdrs=P

7、3^0;sbitpwm=P3^3;/******************************延时子程序*******************************/voiddelay(uintz){uintx,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=29;y>0;y--);}/******************************LCD忙检测*******************************/bitlcd_busy(){bitresult;lcdrw=1;lcdrs=0;lcden=1;nop();nop();nop();nop(

8、);result=(bi