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有人做过PID温度控制冇?

1988114w 2008-12-22
我现在在做计算机控制实验:凌华科技的PCI9112数据采集卡+ACLD9188端子板+JWK-1型温度控制系统。这个实验平台我已经搭建好了,那个温度控制箱只有一个输入端(D/A接受计算机输入)和一... 我现在在做计算机控制实验: 凌华科技的PCI9112数据采集卡+ACLD9188端子板+JWK-1型温度控制系统。 这个实验平台我已经搭建好了,那个温度控制箱只有一个输入端(D/A接受计算机输入)和一个输出端(A/D输出给计算机的信号),其传递函数也不知道。基本上只能对输入端操作,比如我输入50度,就能看见输出端仪表显示0~50度的跟踪过程,感觉这个温控箱本身就是个PID控制系统。 我不知道PID怎么控制,难道就是不停改变温控箱的输入值(我感觉温控箱的输入端应该就是设置给定值的)? 麻烦知道的给指点一下,谢谢!
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对于温度控制系统参数的整定过程及方法,搜索了很多论坛,大家都只提到PID数学原型,很少看到有实验过程及Kp,Ki,Kd参数的整定过程及方法,这2天闲着没事,来做个温度控制实验,并将一些实验过程写上来,我也是正在摸索阶段,希望大家踊跃发言哟,各位有好的建议尽管提出来,然后我来实验,将实验数据整理上来,希望对于以后想做温度控制的朋友有所帮助

硬件:
1。用可控硅控制200W加热丝,对一铁块加热,用K型热电偶采集温度,采用MAX6675做温度转换,可以到0。25度的精度,并且外围很简单,很容易与CPU对接,采用SPI通信,读取当前的温度值
2。过零检测电路,将交流信号全波整流后得到的波形去控制NPN管,将信号整形后接到CPU外部中断脚,为系统提供基准时间,所以CPU中断的频率是100HZ

实验目标:
在100度到200度内可对任意设定的温度恒温,精度先做到+/-1度吧

基本的控制实现方法:
因为是对加热的铁块温度进行控制,属于滞后效应系统,所以采样周期先定为5秒(这里指的是PID计算的周期,注意我的温度采样是时时的),所以CPU外部中断次数为500次,对应的PID计算结果输出为0~500,就是说把这5秒钟划分为500等份,根据计算的结果来决定在这5秒钟内应该加热多少等份

软件:
采用PID控制方法,我先采用位置式输出方式,公式原型:u(t) = kp * e(t) + ki * [e(1) + e(2) + ....+ e(t)] + kd * [e(t) - e(t-1)],这里先做基本的PID算法,达到控制目标后再来优化算法提高恒温精度,考虑到实验温度过高实验时间会过长,所以我先定目标控制温度为110度,等控制好了再看其他温度会达到多少精度,为了提高加热速度提前20度开始PID控温

下面是调节参数的过程及数据:
参照网上一些方法,先确定Kp,即令Ki,Kd=0,只用比例调节,得到一个稳定的越接近控制目标的震荡参数,然后根据这个Kp和震荡周期来计算Ti,Td,
从数据看震荡周期基本都是48~43个点,每个点是5秒,所以震荡周期为225秒

接下来根据下面典型参数计算表:
Ziegler-Nichols参数

控制器 Kp Ti Td
P 0.50*Kc / /
PD 0.65*Kc / 0.12*Pc
PI 0.45*Kc 0.85*Pc /
PID 0.65*Kc 0.5*Pc 0.12*Pc

我先做PD实验:
根据临界增益KC=9.2 震荡周期Pc=225秒,计算出Kp=5.98,Td=27秒,公式Kd=Kp*Td/T=5.98*27/5=32.392

期待实验结果。。。
从图片数据分析Z终稳定温度为:109度,上下波动为0。5度,而我的设定目标温度为110,说明这里引入了2度的稳太误差
需要加入积分调节器才能消除这个稳态误差

计算Ti=112.5秒,根据公式:Ki=Kp*T/Ti=5.98*5/112.5=0.265
2 0 2016-12-01 0条评论 回复
Gay子桑
恩,从你的描述看,JWK-1温度控制系统本身就是一个控制系统,但是不是PID控制并不知道,也许是模糊控制那,哈哈。
PID从原理上来说,就是一个反馈控制系统。拿这个JWK系统来说,它一定含有一个测温的部件,提供测量的温度信号,而温度的设定信号由你的输入给出。这样测量的温度信号和你的输入信号就出现了一个差值。PID就是根据这个差值计算出控制系统所需要提供的控制信号。这个控制信号会加到执行器,比如说加热丝什么的,这样系统就可以根据你的输入值来进行控制了。
PID的具体算法,你可以看看前面这个人的回复,当然他写的很粗了。

就你这个系统来说,你不需要自己做PID,人家已经都给你搭好了,你所需要的就是给定输入,测试输入了。
13 0 2008-12-23 0条评论 回复
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