计算机控制温度闭环控制实验,温度闭环控制实验

温度闭环控制实验

一．实验要求

根据实验要求，即加温速率(上升时间)、超调量、调节时间及误差，选择P I D 控制参数、积分控制量

实现温度闭环控制，观察温度控制曲线。温度闭环控制系统原理框图见图7-1。

图 7-1 温度闭环控制系统原理框图

二．实验目的

1．巩固闭环控制系统的基本概念。

2．掌握温度的一种采集方法。

3．掌握 PID 算法数字化的方法和编程。

4．了解、掌握消除系统积分饱和的‘遇限削弱积分法’ 使用方法。

三．实验说明

温度闭环控制系统原理框图见图 7-1。

当给定温度 U(k)接入后(即在温度示波器的界面上设置‘目标值’)，与当前温度值U(t)(温度模

块的AD590 温度采集输出经模/数转换器(B8)输出值)相比较，其差值e(t)在计算机中进行PID 计算，

解算成U(t)，并形成数字化输出U(k)对温度模块加热，达到温度闭环控制。

风扇是一个非线性元件，因此不参与温度闭环控制，仅仅为了对被控对象快速冷却而设置的。

四．实验内容及步骤

1、设计温控加热和冷却电路，并画出原理图。

2、将电路模块接入控制箱，运行LABACT 程序，选择控制系统菜单下的温度闭环控制实验项目，再

选择开始实验，就会弹出温度示波器的界面。点击开始后将自动加载相应源文件，然后再点击发送键，将

运行；然后设定‘温度’参数、积分量阀值和控制系数PID 后，点击发送，即可实现温度闭环控制。

在程序运行中，随时可修改‘温度’参数、积分量阀值和控制系数PID，然后点击发送实现温度闭环控

制，无须点击停止；只有在需观察实验结果时，才需点击停止。

实验步骤：

(1)实验测孔联线：

1 定时中断 B9输出(OUT2)→B9 输入(IRQ6)

(2)运行、观察、记录：

该实验的显示界面中“控制系数”栏的比例系数Kp(0.00~2.00)、调节器的积分时间TI (1~99S)、调

节器的微分时间TD(0~99S)和积分量

阀值0 E (0~2000)，以及‘温度’参数(1~70℃)均可

由用户在界面上直接修改，以期获得理想的实验结果。如在控制过程中欲改变这些系数和参数，则改变后，

只要再次点击“发送”键，即可使实验机按照新的控制系数和设定参数运行。

该实验已规定采样周期 T=2 秒，该实验的显示界面中：

已设定：Kp=0.9 ， TI =20 S ，TD =50 S ， 0 E =1500 ，‘温度’=65℃ 。

在控制过程中，实际温度经数次振荡达到隐定值后，点击仃止，把时间轴移至2 分/格或更大(在界面

的右上角显示)，将观测到整个温度闭环控制曲线。

该实验的显示界面的上方显示有温控运行时间xxx 秒，每次点击“发送”键将启动时间从0 开始计数。

並同时显示有PID 位置控制的调节器输出P(k) 值(0~255)。该两项数据的显示对观察实验的全过程将提供

很大帮助。

(3)冷却：在运行中，改变‘温度’参数为‘1℃’后，再次点击“发送”键将启动风扇转动，进行

冷却。

记录温度闭环控制曲线(改变参数，用不同颜色的笔记录几组曲线，标明调节时间，超调量)。

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