@TOCPID温度控制参数整定方法

50380780

 位置式PID控制公式原型：u(t) = kp * e(t) + ki * [e(1) + e(2) + ....+ e(t)] + kd * [e(t) - e(t-1)]

 控制对象：加热/制冷器（在2分钟内不能再加热至冷之间切换）控制密封的腔体（空间体积大小15cm*20cm*65cm）温度。

 控制原理：利用MCU的输出比较模块（OCM）产生PWM波驱动H桥电路（通过目标温度和环境温度对比决定加热或者制冷）。

```
 PID参数整定
```

因温度控制属于滞后控制系统，可采用工业控制中常用的滞后控制参数整定模型（Ziegler-Nichols参数整定方法）

控制器

0.5Kc

0.15Pc

0.65Kc

Kp*Td/T

0.85Pc

0.45Kc

Kp*T/Ti

PID

0.5Pc

0.15Pc

0.65Kc

Kp*T/Ti

Kp*Td/T

参数说明：

Kc：只采用比例环节控制条件下，控制系统的稳态误差尽量达到最小时的Kp值。

Pc：只采用比例环节控制条件下，控制系统的震荡周期。

Ti：控制系统的积分时间。

Td：控制系统的微分时间。

T： PID控制采样计算周期。

Kp、Ki、Kd：被整定的参数。

1）：获取合适的Kc值，设置Ki，Kd为0。在当前温度进入目标温度3.5°内开始进行PID控制，之前采用90%恒定功率加热。

图一（Kc =5）

图二（Kc =9）

图三（Kc =20）

从上述的四组数据中可以看到，当Kc=5时，控制系统的稳态误差是最小的。在目标范围正负3°之间，选取Kc = 5.

2）：计算Pc值。从上述的图一（将.csv格式的数据文件在excel中转换图表，将鼠标放在曲线上，会自动显示此点的坐标，如图所示），取4个震荡周期一共720个点，得出一个震荡周期为Pc=720*5/4= 900s。

3）：根据个人需要采用哪种PID组合来计算Ti、Td、Kp、Ki、Kd。温度控制是属于滞后控制，而PID控制中的，微分项是具有超前调节的作用，因此必须引入；积分项对误差的作用取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，推动控制器的输出向稳态误差减小的方向变化，直到稳态误差等于零。我采用的是PID组合来控制。得出Ti=9000.5=450s。Td=9000.15=135s。

Kp=50.65=3.25；Ki= KpT/Ti=3.255/450=0.036；Kd= KpTd/T=3.25*135s /5=88。

4）：采用PID控制温度，无论高温低温，稳态误差均在正负0.5°范围之内。如下所示：

一般根据模型计算的参数不一定是适合所有的控制系统（这里实验得到的最佳Kd值为120，而我们算出来的是88），根据特定的环境调节参数范围，找到最优参数，因本系统是滞后系统，微分项起主导作用，我暂时还只做了调整kd值的实验，Ki一般反应在系统达到稳态的时候是否存在稳定误差，从实验结果得出，稳态误差几乎可以忽略。

零下一度的目标温度，连续8小时的温度控制数据：

附录：//PWM频率为1Khz，定时器的计数周期为5000（mPID.MaxDuty = 5000*90%）,PID返回值和上次的的定时器技术值决定本次的占空比。

INT32 PID_calculate(double CurTemp)

{

INT32 RetValue;doubleresult_value;// Keep previouserrormPID.PrevError =mPID.Error;// calculatecurrent errormPID.Error =mPID.Target - CurTemp;// calculateintegralmPID.SumError +=mPID.Error;if(mPID.Kd >0.0001){result_value =mPID.Kp * mPID.Error + mPID.SumError * mPID.Ki +mPID.Kd* (mPID.Error - mPID.PrevError);}else{result_value =mPID.Kp * mPID.Error + mPID.SumError * mPID.Ki;}RetValue =(INT32)result_value;return RetValue;

}

//Timer interrupt enable control flag, execute temperaturecontrol.

void TemperatureControl()

{

INT32 ret = 0;if(mPID.type ==HEAT){INT32 DutyValue= OC4RS;if(fabs(mPID.Current- mPID.Target) <= PIDControlStartPoint){PIDControlStartPoint = 12;ret =PID_calculate(mPID.Current);}elseif(fabs(mPID.Current - mPID.Target) <= TempControlStartPoint){OC4RS = INITPWMPERIOD16 * 50 / 100.0;ret = 0;return ;}else{ret = 0;}if( (DutyValue+ ret) > mPID.MaxDuty)OC4RS =mPID.MaxDuty;else if(DutyValue+ ret < mPID.MinDuty)OC4RS =mPID.MinDuty;elseOC4RS +=ret;}else if(mPID.type== COOL){INT32 DutyValue= OC3RS;if(fabs(mPID.Current - mPID.Target) <= PIDControlStartPoint){PIDControlStartPoint = 12;ret =PID_calculate(mPID.Current);ret = -ret;// must be negative}elseif(fabs(mPID.Current - mPID.Target) <= TempControlStartPoint){if(mPID.Target > 5.1)OC3RS =INITPWMPERIOD16 * 70 / 100.0;elseOC3RS =INITPWMPERIOD16 * 78 / 100.0;ret = 0;return ;}else{ret = 0;}if( (DutyValue+ ret) > mPID.MaxDuty)OC3RS =mPID.MaxDuty;elseif(DutyValue + ret < mPID.MinDuty)OC3RS =mPID.MinDuty;elseOC3RS +=ret;}else{}

}

PID温度控制参数整定方法相关推荐

matlab pid 课设参考文献,系统控制论文,关于Matlab在计算机控制技术课程“PID控制器参数整定”中的应用相关参考文献资料-免费论文范文...
导读:本论文可用于系统控制论文范文参考下载,系统控制相关论文写作参考研究. 周少武陈敏沈红远曾照福 (湖南科技大学信息与电气工程学院湖南湘潭411201) 摘要:传统PID参数整定的教学方法以定 ...
我的四轴专用PID参数整定方法及原理
给四轴调了好久的PID,总算是调好了,现分享PID参数整定的心得给大家,还请大家喷的时候手下留情. 首先说明一下,这篇文章的主旨并不是直接教你怎么调,而是告诉你这么调有什么道理,还要告诉大家为什么'只 ...
我的四轴专用PID参数整定方法及原理---超长文慎入(转)
给四轴调了好久的PID,总算是调好了,现分享PID参数整定的心得给大家,还请大家喷的时候手下留情. 首先说明一下,这篇文章的主旨并不是直接教你怎么调,而是告诉你这么调有什么道理,还要告诉大家为什么'只 ...
西门子PLC S7-300系列的PID控制器参数整定的一般方法分享
西门子PLC S7-300系列的模块配置灵活,扩展性强,通讯功能强大,为自动化控制系统提供了解决方案.西门子PLC S7-300的编程软件是STEP7 V5.5,在编程软件中,用户可以通过PID功能块 ...
如何使用matlab得出pid控制参数值,基于MATLAB的PID控制器参数整定及仿真
基于MATLAB的PID控制器参数整定及仿真摘要:PID控制器结构和算法简单,应用广泛,但参数整定比较复杂,在此我探讨利用MATLAB实现PID参数整定及其仿真的方法,并分析比较比例.比例积分.比例 ...
pid调节软件_（四）差分底盘设计——5.底盘PID控制参数整定
运动底盘是移动机器人的重要组成部分,不像激光雷达.IMU.麦克风.音响.摄像头这些通用部件可以直接买到,很难买到通用的底盘.一方面是因为底盘的尺寸结构和参数是要与具体机器人匹配的:另一方面是因为底盘包 ...
SLAM导航机器人零基础实战系列：（四）差分底盘设计——5.底盘PID控制参数整定
SLAM导航机器人零基础实战系列:(四)差分底盘设计--5.底盘PID控制参数整定摘要运动底盘是移动机器人的重要组成部分,不像激光雷达.IMU.麦克风.音响.摄像头这些通用部件可以直接买到,很难买 ...
matlab中pid Tune控制器,基于MATLAB的PID控制器参数整定及仿真
基于MATLAB的PID控制器参数整定及仿真摘要:PID控制器结构和算法简单,应用广泛,但参数整定比较复杂,在此我探讨利用MATLAB实现PID参数整定及其仿真的方法,并分析比较比例.比例积分.比例 ...
永磁同步电机电阻、电感、惯量、转矩系数、反电势系数、极对数、编码器零位等一系列的参数辩识方法，电流速度环pi参数整定方法
参数辩识永磁同步电机电阻.电感.惯量.转矩系数.反电势系数.极对数.编码器零位等一系列的参数辩识方法,电流速度环pi参数整定方法,都是从实际项目中总结出来的,个人写成了文档,很详细,想学参数辩识的可 ...
PID控制参数整定（调节方法）原理+图示+MATLAB调试
序首先最重要的是了解每个参数调节了系统响应的那些属性,通过观察响应从而调节参数改变属性. PID的作用概述: 1.P产生响应速度和力度,过小响应慢,过大会产生振荡,是I和D的基础. 2.I在有系统误 ...

PID温度控制参数整定方法

出处：https://blog.csdn.net/pengzhihui2012/article/details/50380780

PID温度控制参数整定方法相关推荐

最新文章

热门文章