基于某pid法溫度控制

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1、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用裝訂線2008--2009學(xué)年第五學(xué)期物理與電子工程學(xué)院期中考試卷《自動(dòng)控制原理》（課程論文等試卷樣式）成績：評語：《基于PID法的溫度控制》文案大全標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用基于PID法的溫度控制摘要：一種新型的PID溫度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用單片機(jī)芯片，可方便對系統(tǒng)加熱周期T及PID中的個(gè)參數(shù)進(jìn)行線性修改；具有對高低進(jìn)行報(bào)警功能。主要研究PID算法。關(guān)鍵字：單片機(jī)；溫度控制；PID控制器引言：在化工、石油、冶金等生產(chǎn)過程的物理過程和化學(xué)反應(yīng)中，溫度往往是一個(gè)很重要的量，為了達(dá)到所需的精度范圍，采用PID控制，對PID的各種參數(shù)進(jìn)行整定以滿足不同的場合。一、溫度控制器的主要問題及解決方法1、

2、傳統(tǒng)的溫度控制器的問題傳統(tǒng)的溫度控制器的電熱元件一般以電熱棒、發(fā)熱圈為主，兩者里面都用發(fā)熱絲制成。發(fā)熱絲通過電流加熱時(shí)，通常達(dá)到1000℃以上，所以發(fā)熱棒、發(fā)熱圈內(nèi)部溫度都很高。一般進(jìn)行溫度控制的電器機(jī)械，其控制溫度多在0-400℃之間，所以，傳統(tǒng)的溫度控制器進(jìn)行溫度控制期間，當(dāng)被加熱器件溫度升高至設(shè)定溫度時(shí)，溫度控制器會(huì)發(fā)出信號停止加熱。但這時(shí)發(fā)熱棒或發(fā)熱圈的內(nèi)部溫度會(huì)高于400℃文案大全標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用，發(fā)熱棒、發(fā)熱圈還將會(huì)對被加熱的器件進(jìn)行加熱，即使溫度控制器發(fā)出信號停止加熱，被加熱器件的溫度還往往繼續(xù)上升幾度，然后才開始下降。當(dāng)下降到設(shè)定溫度的下限時(shí)，溫度控制器又開始發(fā)出加熱的信號

3、，開始加熱，但發(fā)熱絲要把溫度傳遞到被加熱器件需要一定的時(shí)候，這就要視乎發(fā)熱絲與被加熱器件之間的介質(zhì)情況而定。通常開始重新加熱時(shí)，溫度繼續(xù)下降幾度。所以，傳統(tǒng)的定點(diǎn)開關(guān)控制溫度會(huì)有正負(fù)誤差幾度的現(xiàn)象，但這不是溫度控制器本身的問題，而是整個(gè)熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性問題，使溫度控制器控溫產(chǎn)生一種慣性溫度誤差。2、PID控制解決要解決溫度控制器這個(gè)問題，采用PID控制技術(shù)，是明智的選擇。PID控制，是針對以上的情況而制定的、新的溫度控制方案，用先進(jìn)的數(shù)碼技術(shù)通過Pvar、Ivar、Dvar三方面的結(jié)合調(diào)整，形成一個(gè)模糊控制，來解決慣性溫度誤差問題。然而，在很多情況下，由于傳統(tǒng)的溫度控制器溫控方式存在

4、較大的慣性溫度誤差，往往在要求精確的溫控時(shí)，很多人會(huì)放棄自動(dòng)控制而采用調(diào)壓器來代替溫度控制器。但是用調(diào)壓器來代替溫度控制器時(shí)，必須在很大程度上靠人力調(diào)節(jié)，隨著工作環(huán)境的變化而用人手調(diào)好所需溫度的度數(shù)，然后靠相對穩(wěn)定的電壓來通電加熱，勉強(qiáng)運(yùn)作，但這決不是自動(dòng)控溫。當(dāng)需要控溫的關(guān)鍵很多時(shí)，就會(huì)手忙腳亂。這樣，調(diào)壓器就派不上用場，因?yàn)榭咳耸植荒芡瑫r(shí)調(diào)節(jié)那么多需要溫控的關(guān)鍵，只有采用PID模糊控制技術(shù)，才能解決這個(gè)問題，使操作得心應(yīng)手，運(yùn)行暢順。二、該溫控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理：1、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)功能主要實(shí)現(xiàn)斷水保護(hù)和高水位指示、自動(dòng)保溫、自動(dòng)報(bào)警及高溫保護(hù)功能。文案大全標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用用雙排數(shù)碼管分

5、別顯示設(shè)計(jì)與測量溫度，保溫時(shí)間，加熱周期及PID的各參數(shù)，當(dāng)測量溫度達(dá)保溫溫度時(shí)，數(shù)碼管顯示設(shè)定溫度。當(dāng)達(dá)設(shè)定溫度時(shí)，數(shù)碼管應(yīng)該切換到設(shè)定的保溫時(shí)間，并倒計(jì)時(shí)。控制結(jié)構(gòu)圖：2、系統(tǒng)原理：1）、溫度采樣及轉(zhuǎn)化溫度傳感器100鉑熱電阻在0~850°C間，其電阻和溫度T的關(guān)系為：：0oC時(shí)的電阻值，為100A=3.90802×B=-5.802×文案大全標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用由于電阻Rt和溫度T之間的關(guān)系是非線性的，因此在設(shè)計(jì)變送器時(shí)必須進(jìn)行線性校正，本系統(tǒng)采用三線制鉑熱電阻測溫電橋電路。輸出電壓U。與電阻Rt之間成近似線性關(guān)系。在控制精度范圍內(nèi)有效解決非線性問題。2）、數(shù)據(jù)顯示和鍵盤控制當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，

6、數(shù)碼管顯示設(shè)定溫度和檢測溫度，到達(dá)設(shè)定溫度范圍內(nèi)采用PID控制算法對溫度進(jìn)行有效控制，保溫倒計(jì)時(shí)。用串行方式，可有效消除掃描顯示的抖動(dòng)問題?？赏ㄟ^鍵盤對PID及加熱周期參數(shù)進(jìn)行在線設(shè)定和修改。三、系統(tǒng)控制算法：1、系統(tǒng)中PID控制算法的設(shè)計(jì)PID控制目的就是將器件的工作溫度以一定的精度穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)。在控制系統(tǒng)中，首先將需要控制的被測參數(shù)有傳感器產(chǎn)生一定的參數(shù)后與預(yù)先設(shè)定的值比較，把文案大全標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用比較得到的差值信號經(jīng)一定的運(yùn)算規(guī)律得到相應(yīng)的控制，不停地進(jìn)行上述的工作，從而達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)的目的。PID控制原理的基本方法應(yīng)系統(tǒng)的不同而不同。本系統(tǒng)采用的積分分離PID控制算法，控制量

7、輸出為位置式的輸出形式。采用此法即保持了積分作用又減少的超調(diào)量，是控制有較大改善。e(k)、e(k-1)、e(k-2)為此時(shí)刻、前一時(shí)刻、再前一時(shí)刻的差值信號。2、系統(tǒng)中PID設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)和方法這種方法的好處在于只需保持前三個(gè)時(shí)刻的差值信號，同時(shí)對控制輸出量的初始值沒有要求，所以很快就可以進(jìn)入穩(wěn)定控制過程。對于加熱溫度的控制可以采用調(diào)節(jié)電壓或者在一定的時(shí)間循環(huán)周期內(nèi)的供電時(shí)間比例調(diào)節(jié)加溫控制溫度。本系統(tǒng)采用的是調(diào)節(jié)加熱時(shí)間比例的方法:首先設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)加熱周期，比如2分鐘