溫控pid演算法
『壹』 溫控儀pid怎樣設置，或者是怎樣計算的。
系統功率越大，熱容量越小。
p1值越小。p2越小，積分作用越明顯。
rt越小，響應越快。
對於多數系統,調整rt、P1參數即可獲得滿意的效果。
對於多數系統,P1的取值范圍在千位數,P2的取值范圍在百位數，rt的取值范圍在十位數或百位數， 一般可先取P1=2000，P2=200，rt=100進行試驗，然後根據輸出百分比來調整。
在調整參數時,調整范圍應先從大到小。若出現2.1現象可把P1由2000調為1000,把rt由100調為200,如果調整後的控制效果如2.2，則說明P1的取值在1000-2000之間，rt取值在100-200之間。逐漸減小調整范圍，即可得到理想的參數。
由於儀表採用的是模糊PID控制演算法，輸出百分比的變化是振盪式的，因此觀察輸出百分比的變化趨勢應以總體趨勢為准。輸出百分比變化時的振盪幅度大小主要是由P1決定的，P1越大，振盪的幅度越大。
『貳』 pid_PWM 溫控pwm 利用pid演算法
PID演算法本身是很簡單的，你隨便找本講PID的書，大膽的把公式抄上，肯定就能用。
至於好用不好用的問題，在於另外兩點，
第一是你用的參數的精度問題，如果你全部用浮點數來計算，當然不會出錯，但程序可能會很大，可能大到你無法接受（看你用的什麼晶元了），如果你用短整，或者長整來做，那麼小數點後面的精度會被丟棄，嚴重的時候，你有演算法無法正常運行。一般是用定點數來做，說白了就是用整數做，但整數1不要代表1度，而是代表0.1度，0.01度，或者16分之一度，具體的你自己來約定。
第二，是關於PID的幾個參數的整定問題，這個需要經驗，網上可以找到一些口訣，但具體操作還是要經驗的。整定好的PID才是能用的PID，整定不好，溫度就會失控。
回到你的問題，你需要先決定你的輸出的精度，比如你的PWM輸出是幾位精度的，可能是8位，也可能是10位，假設是10位，那麼輸出是大值就是1023，最小值是0。你套上公式計算，像這樣，以浮點數為例
EK_1 = EK;
Ek = settemp - runtemp;
Up = Ek * KP; // KP 是設定的比例系數，需要整定
Ui = Ui + Ek * Ki;
Ud = ( EK - EK_1 ) * Kd;
Upid = Uk + Ui + Ud;
整定KP， Ki, Kd，使Upid 的范圍在+/-1.0范圍，
最後
PWM_Out( Upid * 1024 );
『叄』 求基於單片機溫控的PID演算法程序，謝謝啊！！！！
//溫控PID程序
#include<reg51.h>
#include<intrins.h>
#include<math.h>
#include<string.h>
struct PID {
unsigned int SetPoint; // 設定目標 Desired Value
unsigned int Proportion; // 比例常數 Proportional Const
unsigned int Integral; // 積分常數 Integral Const
unsigned int Derivative; // 微分常數 Derivative Const
unsigned int LastError; // Error[-1]
unsigned int PrevError; // Error[-2]
unsigned int SumError; // Sums of Errors
};
struct PID spid; // PID Control Structure
unsigned int rout; // PID Response (Output)
unsigned int rin; // PID Feedback (Input)
sbit data1=P1^0;
sbit clk=P1^1;
sbit plus=P2^0;
sbit subs=P2^1;
sbit stop=P2^2;
sbit output=P3^4;
sbit DQ=P3^3;
unsigned char flag,flag_1=0;
unsigned char high_time,low_time,count=0;//占空比調節參數
unsigned char set_temper=35;
unsigned char temper;
unsigned char i;
unsigned char j=0;
unsigned int s;
/***********************************************************
延時子程序,延時時間以12M晶振為准,延時時間為30us×time
***********************************************************/
void delay(unsigned char time)
{
unsigned char m,n;
for(n=0;n<time;n++)
for(m=0;m<2;m++){}
}
/***********************************************************
寫一位數據子程序
***********************************************************/
void write_bit(unsigned char bitval)
{
EA=0;
DQ=0; /*拉低DQ以開始一個寫時序*/
if(bitval==1)
{
_nop_();
DQ=1; /*如要寫1，則將匯流排置高*/
}
delay(5); /*延時90us供DA18B20采樣*/
DQ=1; /*釋放DQ匯流排*/
_nop_();
_nop_();
EA=1;
}
/***********************************************************
寫一位元組數據子程序
***********************************************************/
void write_byte(unsigned char val)
{
unsigned char i;
unsigned char temp;
EA=0;
TR0=0;
for(i=0;i<8;i++) /*寫一位元組數據，一次寫一位*/
{
temp=val>>i; /*移位操作，將本次要寫的位移到最低位*/
temp=temp&1;
write_bit(temp); /*向匯流排寫該位*/
}
delay(7); /*延時120us後*/
// TR0=1;
EA=1;
}
/***********************************************************
讀一位數據子程序
***********************************************************/
unsigned char read_bit()
{
unsigned char i,value_bit;
EA=0;
DQ=0; /*拉低DQ，開始讀時序*/
_nop_();
_nop_();
DQ=1; /*釋放匯流排*/
for(i=0;i<2;i++){}
value_bit=DQ;
EA=1;
return(value_bit);
}
/***********************************************************
讀一位元組數據子程序
***********************************************************/
unsigned char read_byte()
{
unsigned char i,value=0;
EA=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
if(read_bit()) /*讀一位元組數據，一個時序中讀一次，並作移位處理*/
value|=0x01<<i;
delay(4); /*延時80us以完成此次都時序，之後再讀下一數據*/
}
EA=1;
return(value);
}
/***********************************************************
復位子程序
***********************************************************/
unsigned char reset()
{
unsigned char presence;
EA=0;
DQ=0; /*拉低DQ匯流排開始復位*/
delay(30); /*保持低電平480us*/
DQ=1; /*釋放匯流排*/
delay(3);
presence=DQ; /*獲取應答信號*/
delay(28); /*延時以完成整個時序*/
EA=1;
return(presence); /*返回應答信號，有晶元應答返回0,無晶元則返回1*/
}
/***********************************************************
獲取溫度子程序
***********************************************************/
void get_temper()
{
unsigned char i,j;
do
{
i=reset(); /*復位*/
}while(i!=0); /*1為無反饋信號*/
i=0xcc; /*發送設備定位命令*/
write_byte(i);
i=0x44; /*發送開始轉換命令*/
write_byte(i);
delay(180); /*延時*/
do
{
i=reset(); /*復位*/
}while(i!=0);
i=0xcc; /*設備定位*/
write_byte(i);
i=0xbe; /*讀出緩沖區內容*/
write_byte(i);
j=read_byte();
i=read_byte();
i=(i<<4)&0x7f;
s=(unsigned int)(j&0x0f);
s=(s*100)/16;
j=j>>4;
temper=i|j; /*獲取的溫度放在temper中*/
}
/*====================================================================================================
Initialize PID Structure
=====================================================================================================*/
void PIDInit (struct PID *pp)
{
memset ( pp,0,sizeof(struct PID));
}
/*====================================================================================================
PID計算部分
=====================================================================================================*/
unsigned int PIDCalc( struct PID *pp, unsigned int NextPoint )
{
unsigned int dError,Error;
Error = pp->SetPoint - NextPoint; // 偏差
pp->SumError += Error; // 積分
dError = pp->LastError - pp->PrevError; // 當前微分
pp->PrevError = pp->LastError;
pp->LastError = Error;
return (pp->Proportion * Error // 比例項
+ pp->Integral * pp->SumEror // 積分項
+ pp->Derivative * dError); // 微分項
}
/***********************************************************
溫度比較處理子程序
***********************************************************/
compare_temper()
{
unsigned char i;
if(set_temper>temper)
{
if(set_temper-temper>1)
{
high_time=100;
low_time=0;
}
else
{
for(i=0;i<10;i++)
{ get_temper();
rin = s; // Read Input
rout = PIDCalc ( &spid,rin ); // Perform PID Interation
}
if (high_time<=100)
high_time=(unsigned char)(rout/800);
else
high_time=100;
low_time= (100-high_time);
}
}
else if(set_temper<=temper)
{
if(temper-set_temper>0)
{
high_time=0;
low_time=100;
}
else
{
for(i=0;i<10;i++)
{ get_temper();
rin = s; // Read Input
rout = PIDCalc ( &spid,rin ); // Perform PID Interation
}
if (high_time<100)
high_time=(unsigned char)(rout/10000);
else
high_time=0;
low_time= (100-high_time);
}
}
// else
// {}
}
/*****************************************************
T0中斷服務子程序，用於控制電平的翻轉 ,40us*100=4ms周期
******************************************************/
void serve_T0() interrupt 1 using 1
{
if(++count<=(high_time))
output=1;
else if(count<=100)
{
output=0;
}
else
count=0;
TH0=0x2f;
TL0=0xe0;
}
/*****************************************************
串列口中斷服務程序，用於上位機通訊
******************************************************/
void serve_sio() interrupt 4 using 2
{
/* EA=0;
RI=0;
i=SBUF;
if(i==2)
{
while(RI==0){}
RI=0;
set_temper=SBUF;
SBUF=0x02;
while(TI==0){}
TI=0;
}
else if(i==3)
{
TI=0;
SBUF=temper;
while(TI==0){}
TI=0;
}
EA=1; */
}
void disp_1(unsigned char disp_num1[6])
{
unsigned char n,a,m;
for(n=0;n<6;n++)
{
// k=disp_num1[n];
for(a=0;a<8;a++)
{
clk=0;
m=(disp_num1[n]&1);
disp_num1[n]=disp_num1[n]>>1;
if(m==1)
data1=1;
else
data1=0;
_nop_();
clk=1;
_nop_();
}
}
以前收藏的一個程序，與你分享一下，希望對你有用、
『肆』 溫度控制的PID演算法的C語言程序
//PID演算法溫控C語言2008-08-17 18:58
#include<reg51.h>
#include<intrins.h>
#include<math.h>
#include<string.h>
struct PID {
unsigned int SetPoint; // 設定目標 Desired Value
unsigned int Proportion; // 比例常數 Proportional Const
unsigned int Integral; // 積分常數 Integral Const
unsigned int Derivative; // 微分常數 Derivative Const
unsigned int LastError; // Error[-1]
unsigned int PrevError; // Error[-2]
unsigned int SumError; // Sums of Errors
};
struct PID spid; // PID Control Structure
unsigned int rout; // PID Response (Output)
unsigned int rin; // PID Feedback (Input)
sbit data1=P1^0;
sbit clk=P1^1;
sbit plus=P2^0;
sbit subs=P2^1;
sbit stop=P2^2;
sbit output=P3^4;
sbit DQ=P3^3;
unsigned char flag,flag_1=0;
unsigned char high_time,low_time,count=0;//占空比調節參數
unsigned char set_temper=35;
unsigned char temper;
unsigned char i;
unsigned char j=0;
unsigned int s;
/***********************************************************
延時子程序,延時時間以12M晶振為准,延時時間為30us×time
***********************************************************/
void delay(unsigned char time)
{
unsigned char m,n;
for(n=0;n<time;n++)
for(m=0;m<2;m++){}
}
/***********************************************************
寫一位數據子程序
***********************************************************/
void write_bit(unsigned char bitval)
{
EA=0;
DQ=0; /*拉低DQ以開始一個寫時序*/
if(bitval==1)
{
_nop_();
DQ=1; /*如要寫1，則將匯流排置高*/
}
delay(5); /*延時90us供DA18B20采樣*/
DQ=1; /*釋放DQ匯流排*/
_nop_();
_nop_();
EA=1;
}
/***********************************************************
寫一位元組數據子程序
***********************************************************/
void write_byte(unsigned char val)
{
unsigned char i;
unsigned char temp;
EA=0; /*關中斷*/
TR0=0;
for(i=0;i<8;i++) /*寫一位元組數據，一次寫一位*/
{
temp=val>>i; /*移位操作，將本次要寫的位移到最低位*/
temp=temp&1;
write_bit(temp); /*向匯流排寫該位*/
}
delay(7); /*延時120us後*/
// TR0=1;
EA=1; /*開中斷*/
}
/***********************************************************
讀一位數據子程序
***********************************************************/
unsigned char read_bit()
{
unsigned char i,value_bit;
EA=0;
DQ=0; /*拉低DQ，開始讀時序*/
_nop_();
_nop_();
DQ=1; /*釋放匯流排*/
for(i=0;i<2;i++){}
value_bit=DQ;
EA=1;
return(value_bit);
}
/***********************************************************
讀一位元組數據子程序
***********************************************************/
unsigned char read_byte()
{
unsigned char i,value=0;
EA=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
if(read_bit()) /*讀一位元組數據，一個時序中讀一次，並作移位處理*/
value|=0x01<<i;
delay(4); /*延時80us以完成此次都時序，之後再讀下一數據*/
}
EA=1;
return(value);
}
/***********************************************************
復位子程序
***********************************************************/
unsigned char reset()
{
unsigned char presence;
EA=0;
DQ=0; /*拉低DQ匯流排開始復位*/
delay(30); /*保持低電平480us*/
DQ=1; /*釋放匯流排*/
delay(3);
presence=DQ; /*獲取應答信號*/
delay(28); /*延時以完成整個時序*/
EA=1;
return(presence); /*返回應答信號，有晶元應答返回0,無晶元則返回1*/
}
/***********************************************************
獲取溫度子程序
***********************************************************/
void get_temper()
{
unsigned char i,j;
do
{
i=reset(); /*復位*/
}while(i!=0); /*1為無反饋信號*/
i=0xcc; /*發送設備定位命令*/
write_byte(i);
i=0x44; /*發送開始轉換命令*/
write_byte(i);
delay(180); /*延時*/
do
{
i=reset(); /*復位*/
}while(i!=0);
i=0xcc; /*設備定位*/
write_byte(i);
i=0xbe; /*讀出緩沖區內容*/
write_byte(i);
j=read_byte();
i=read_byte();
i=(i<<4)&0x7f;
s=(unsigned int)(j&0x0f);
s=(s*100)/16;
j=j>>4;
temper=i|j; /*獲取的溫度放在temper中*/
}
/*====================================================================================================
Initialize PID Structure
=====================================================================================================*/
void PIDInit (struct PID *pp)
{
memset ( pp,0,sizeof(struct PID));
}
/*====================================================================================================
PID計算部分
=====================================================================================================*/
unsigned int PIDCalc( struct PID *pp, unsigned int NextPoint )
{
unsigned int dError,Error;
Error = pp->SetPoint - NextPoint; // 偏差
pp->SumError += Error; // 積分
dError = pp->LastError - pp->PrevError; // 當前微分
pp->PrevError = pp->LastError;
pp->LastError = Error;
return (pp->Proportion * Error//比例
+ pp->Integral * pp->SumError //積分項
+ pp->Derivative * dError); // 微分項
}
/***********************************************************
溫度比較處理子程序
***********************************************************/
compare_temper()
{
unsigned char i;
if(set_temper>temper)
{
if(set_temper-temper>1)
{
high_time=100;
low_time=0;
}
else
{
for(i=0;i<10;i++)
{ get_temper();
rin = s; // Read Input
rout = PIDCalc ( &spid,rin ); // Perform PID Interation
}
if (high_time<=100)
high_time=(unsigned char)(rout/800);
else
high_time=100;
low_time= (100-high_time);
}
}
else if(set_temper<=temper)
{
if(temper-set_temper>0)
{
high_time=0;
low_time=100;
}
else
{
for(i=0;i<10;i++)
{ get_temper();
rin = s; // Read Input
rout = PIDCalc ( &spid,rin ); // Perform PID Interation
}
if (high_time<100)
high_time=(unsigned char)(rout/10000);
else
high_time=0;
low_time= (100-high_time);
}
}
// else
// {}
}
/*****************************************************
T0中斷服務子程序，用於控制電平的翻轉 ,40us*100=4ms周期
******************************************************/
void serve_T0() interrupt 1 using 1
{
if(++count<=(high_time))
output=1;
else if(count<=100)
{
output=0;
}
else
count=0;
TH0=0x2f;
TL0=0xe0;
}
/*****************************************************
串列口中斷服務程序，用於上位機通訊
******************************************************/
void serve_sio() interrupt 4 using 2
{
/* EA=0;
RI=0;
i=SBUF;
if(i==2)
{
while(RI==0){}
RI=0;
set_temper=SBUF;
SBUF=0x02;
while(TI==0){}
TI=0;
}
else if(i==3)
{
TI=0;
SBUF=temper;
while(TI==0){}
TI=0;
}
EA=1; */
}
void disp_1(unsigned char disp_num1[6])
{
unsigned char n,a,m;
for(n=0;n<6;n++)
{
// k=disp_num1[n];
for(a=0;a<8;a++)
{
clk=0;
m=(disp_num1[n]&1);
disp_num1[n]=disp_num1[n]>>1;
if(m==1)
data1=1;
else
data1=0;
_nop_();
clk=1;
_nop_();
}
}
}
/*****************************************************
顯示子程序
功能：將占空比溫度轉化為單個字元，顯示占空比和測得到的溫度
******************************************************/
void display()
{
unsigned char code number[]={0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xfe,0xf6};
unsigned char disp_num[6];
unsigned int k,k1;
k=high_time;
k=k%1000;
k1=k/100;
if(k1==0)
disp_num[0]=0;
else
disp_num[0]=0x60;
k=k%100;
disp_num[1]=number[k/10];
disp_num[2]=number[k%10];
k=temper;
k=k%100;
disp_num[3]=number[k/10];
disp_num[4]=number[k%10]+1;
disp_num[5]=number[s/10];
disp_1(disp_num);
}
/***********************************************************
主程序
***********************************************************/
main()
{
unsigned char z;
unsigned char a,b,flag_2=1,count1=0;
unsigned char phil[]={2,0xce,0x6e,0x60,0x1c,2};
TMOD=0x21;
TH0=0x2f;
TL0=0x40;
SCON=0x50;
PCON=0x00;
TH1=0xfd;
TL1=0xfd;
PS=1;
EA=1;
EX1=0;
ET0=1;
ES=1;
TR0=1;
TR1=1;
high_time=50;
low_time=50;
PIDInit ( &spid ); // Initialize Structure
spid.Proportion = 10; // Set PID Coefficients
spid.Integral = 8;
spid.Derivative =6;
spid.SetPoint = 100; // Set PID Setpoint
while(1)
{
if(plus==0)
{
EA=0;
for(a=0;a<5;a++)
for(b=0;b<102;b++){}
if(plus==0)
{
set_temper++;
flag=0;
}
}
else if(subs==0)
{
for(a=0;a<5;a++)
for(b=0;a<102;b++){}
if(subs==0)
{
set_temper--;
flag=0;
}
}
else if(stop==0)
{
for(a=0;a<5;a++)
for(b=0;b<102;b++){}
if(stop==0)
{
flag=0;
break;
}
EA=1;
}
get_temper();
b=temper;
if(flag_2==1)
a=b;
if((abs(a-b))>5)
temper=a;
else
temper=b;
a=temper;
flag_2=0;
if(++count1>30)
{
display();
count1=0;
}
compare_temper();
}
TR0=0;
z=1;
while(1)
{
EA=0;
if(stop==0)
{
for(a=0;a<5;a++)
for(b=0;b<102;b++){}
if(stop==0)
disp_1(phil);
// break;
}
EA=1;
}
}
//DS18b20 子程序
#include <REG52.H>
sbit DQ=P2^1; //定義埠
typedef unsigned char byte;
typedef unsigned int word;
//延時
void delay(word useconds)
{
for(;useconds>0;useconds--);
}
//復位
byte ow_reset(void)
{
byte presence;
DQ=0; //DQ低電平
delay(29); //480us
DQ=1; //DQ高電平
delay(3); //等待
presence=DQ; //presence信號
delay(25);
return(presence);
} //0允許，1禁止
//從1-wire 匯流排上讀取一個位元組
byte read_byte(viod)
{
byte i;
byte value=0;
for (i=8;i>0;i--)
{
value>>=1;
DQ=0;
DQ=1;
delay(1);
if(DQ)value|=0x80;
delay(6);
}
return(value);
}
//向1-wire匯流排上寫一個位元組
void write_byte(char val)
{
byte i;
for (i=8;i>0;i--) //一次寫一個位元組
{
DQ=0;
DQ=val&0x01;
delay(5);
DQ=1;
val=val/2;
}
delay(5);
}
//讀取溫度
char Read_Temperature(void)
{
union{
byte c[2];
int x;
}temp;
ow_reset();
write_byte(0xcc);
write_byte(0xBE);
temp.c[1]=read_byte();
temp.c[0]=read_byte();
ow_reset();
write_byte(0xCC);
write_byte(0x44);
return temp.x/2;
}
『伍』 pid溫控演算法到底是怎樣的
PID是一種微積分演算法，會根據溫度的變化和時間的聯系一起來控制的，比較人性化和節能。
『陸』 PID演算法控制溫度加熱系統，室溫（為防止分數流失，做成追加100分以上）
剛好前不久搞過PID，部分程序如下，僅供參考
/*==============================================================================
在使用單片機作為控制cpu時，請稍作簡化，具體的PID參數必須由具體對象通過實驗確定。
由於單片機的處理速度和ram資源的限制，一般不採用浮點數運算，而將所有參數全部用整數，
運算到最後再除以一個2的N次方數據（相當於移位），作類似定點數運算，可大大提高運算速度，
根據控制精度的不同要求，當精度要求很高時，注意保留移位引起的「余數」，做好余數補償。
這個程序只是一般常用pid演算法的基本架構，沒有包含輸入輸出處理部分。
==============================================================================*/
#include <string.h>
#include <stdio.h>
/*===============================================================================
PID Function
The PID function is used in mainly
control applications. PID Calc performs one iteration of the PID
algorithm.
While the PID function works, main is just a mmy program showing
a typical usage.
PID功能
在PID功能主要用於控制應用。 PID 計算器執行一個PID的迭代演算法。雖然PID功能的工程，
主要只是一個虛擬程序顯示一個典型的使用。
================================================================================*/
typedef struct PID {
double SetPoint; // 設定目標 Desired Value
double Proportion; // 比例常數 Proportional Const
double Integral; // 積分常數 Integral Const
double Derivative; // 微分常數 Derivative Const
double LastError; // Error[-1]
double PrevError; // Error[-2]
double SumError; // Sums of Errors
} PID;
/*================================ PID計算部分===============================*/
double PIDCalc( PID *pp, double NextPoint )
{
double dError, Error;
Error = pp->SetPoint - NextPoint; // 偏差
pp->SumError += Error; // 積分
dError = pp->LastError - pp->PrevError; // 當前微分
pp->PrevError = pp->LastError;
pp->LastError = Error;
return (pp->Proportion * Error // 比例項
+ pp->Integral * pp->SumError // 積分項
+ pp->Derivative * dError // 微分項
);
}
/*======================= 初始化的PID結構 Initialize PID Structure===========================*/
void PIDInit (PID *pp)
{
memset ( pp,0,sizeof(PID));
}
/*======================= 主程序 Main Program=======================================*/
double sensor (void) // 虛擬感測器功能 Dummy Sensor Function{ return 100.0;}
void actuator(double rDelta) // 虛擬驅動器功能 Dummy Actuator Function{}
void main(void)
{
PID sPID; // PID控制結構 PID Control Structure
double rOut; // PID響應（輸出） PID Response (Output)
double rIn; // PID反饋（輸入） PID Feedback (Input)
PIDInit ( &sPID ); // 初始化結構 Initialize Structure
sPID.Proportion = 0.5; // 設置PID系數 Set PID Coefficients
sPID.Integral = 0.5;
sPID.Derivative = 0.0;
sPID.SetPoint = 100.0; // 設置PID設定 Set PID Setpoint
for (;;)
{ // 模擬最多的PID處理 Mock Up of PID Processing
rIn = sensor (); // 讀取輸入 Read Input
rOut = PIDCalc ( &sPID,rIn ); // 執行的PID迭代 Perform PID Interation
actuator ( rOut ); // 所需的更改的影響 Effect Needed Changes
}
『柒』 關於溫度控制系統PD/PID演算法程序問題
PID控制的概念 所謂的控制首先分有反饋控制和無反饋控制，我們當然討論的PID當然是有反饋控制了。所謂的有反饋控制無非是要根據被控量的情況參與運算來決定操縱量的大小或者方向，那麼到底如何根據被控兩來決定操縱量的大小呢，唉，這就有很多分類了，所謂的高級的控制方式也就是「高級」在這個節骨眼上，有什麼「自適應控制、模糊控制、預測控制、神經網路控制、專家智能控制」等等（至於到底這些控制方式有什麼優點，唉，我只用過PID，別的也說不清楚，去抄書的話也沒有說服力，關鍵是也懶的去抄。那位老弟如果要作論文，可以在這里發揮一下，資料到處都是）。但是就目前而言，在工業控制領域尤其是控制系統的底層，PID控制演算法仍然獨霸鰲頭，佔領著80％左右的市場份額，當然，這里所說的PID控制演算法不是俠義上的固定PID，現在不是講究多學科融合嗎？人們在PID控制規律中吸取了其他「高級」的控制規律的優點，出現了諸多的新穎的控制器如自校正PID、專家自適應PID、預估PID、模糊PID、神經網路PID、非線性 PID等新型PID控制器。至於所謂的變種的PID演算法如什麼「遇限削弱微分」微分先行，積分分離「bangbang+PID」等等，已經不算是什麼高級的控制方式了作控制器的廠商大多都會或多等等或少的採取一些，至於是神經網路PID,模糊PID，自適應PID是如何實現的，我所知道的就是利用對應的控制演算法，適時的調節PID的參數。還是舉個例子吧。傳統PID的演算法公式是： ⊿U(n)=Kp[e(n)-e(n-1)]+Kie(n)+Kd[e(n)-2e(n-1)+e(n-2)] U(n)=⊿U(n)+U(n-1) e(n) ,e(n-1), e(n-2)就是歷史上的三個設定值跟過程值之間的偏差了。 這是一個增量式的PID算式（如果有誰不明白什麼式增量是算式，呵呵，可能以後會提到，偶的寫作水平有限，不會組織內容，再說我是想到哪，寫道哪,呵呵，見涼）。 所謂的新型PID控制器，就是根據e(n)的不同，利用那些先進的控制規律來適當的調整Kp,Ki,Ke。至於怎麼調整，呵呵，這就太羅嗦了，也不是這篇內容所該介紹的，（關鍵是我也不太清楚，呵呵，見笑），需要這些功能的大俠應該是我的前輩，還請指教喲。 好了，現在正式介紹一下所謂的PID各個參數吧。 所謂的PID大家在大學期間都應該學過，就是比例（P）、積分（I）、微分（D）。 比例控制：就是對偏差進行控制，偏差一旦產生，控制器立即就發生作用即調節控制輸出，使被控量朝著減小偏差的方向變化，偏差減小的速度取決於比例系數Kp， Kp越大偏差減小的越快，但是很容易引起振盪，尤其是在遲滯環節比較大的情況下，Kp減小，發生振盪的可能性減小但是調節速度變慢。但單純的比例控制存在靜差不能消除的缺點。這里就需要積分控制。 積分控制：實質上就是對偏差累積進行控制，直至偏差為零。積分控製作用始終施加指向給定值的作用力，有利於消除靜差，其效果不僅與偏差大小有關，而且還與偏差持續的時間有關。簡單來說就是把偏差積累起來，一起算總帳。 微分控制：它能敏感出誤差的變化趨勢,可在誤差信號出現之前就起到修正誤差的作用,有利於提高輸出響應的快速性,減小被控量的超調和增加系統的穩定性。但微分作用很容易放大高頻雜訊,降低系統的信噪比,從而使系統抑制干擾的能力下降。因此，在實際應用中，應慎用微分控制，尤其是當你開始作實驗時，不防將微分控制項去掉，看看行不行，呵呵，不行啊？還是看看別的地方吧，肯定行的。 行了，這三個參數說明白了，再來說說怎麼確定這幾個參數的數值吧。這幾個參數的確定比較先進的方式是自整定，但是如果是開始涉及這部分還是先不要講了，按照經驗值吧。估計大家用來控制溫度比較多。大家按照這個規律來選吧。 Kp=100/P Ki= kp*T/I Kd= kp*D/T 分別介紹一下各個參數的意義： T：計算周期，就是各多少時間計算一次 ⊿U(n)=Kp[e(n)-e(n-1)]+Kie(n)+Kd[e(n)-2e(n-1)+e(n-2)],單位是秒。一般1秒或者0.5秒甚至5秒都行。 P:比例帶 I：積分時間 D：微分時間 P、I、D跟kp,ki,kd有什麼關系呢？ Kp=100/P, Ki=kp*T/I Kd=kp*D/T 然後就可以計算 ⊿U(n)=Kp[e(n)-e(n-1)]+Kie(n)+Kd[e(n)-2e(n-1)+e(n-2)] 算出來⊿U(n)之後再怎麼辦呢？怎麼把這一個數據跟控制輸出聯系在一起呢?說道這里我們先說說PID控制方式大體都有那些？ 其一為線形連續PID輸出，也就是說，PID運算的結果以模擬電壓，電流或者可控硅導通角的形式按比例輸出。 其二為時間－比例PID輸出，也就是說，事先定一個時間長度，T1，然後PID運算的結果就在控制周期內以ON－OFF的形式輸出出來，比如你控制一個爐子的溫度，用電熱絲來加熱，就可以控制電熱絲的一個控制周期內通電占整個控制周期的比例來實現，電路上可以用繼電器或者過零觸發的方式來切斷或者接通電熱絲供電。 起三為位置比例PID，PID運算的結果主要是對應於調節閥的閥門開度。 再回到前面，我們以第二種控制方式為例，計算出⊿U(n)後，一般首先將其歸一化，也就是說除以你所要控制的溫度的量程。 ⊿U(n)0_1＝⊿U(n)/(hh-ll) 而時間比例PID輸出對應的是「位置式PID運算」的結果 所以呢，我們要講結果累積起來， U(n)0_1＋＝⊿U(n)0_1 然後將次結果換算成對應於控制周期的占空比。來輸出
『捌』 如何用PID演算法編程，使單片機通過控制繼電器來實現恆溫功能。
/***********************************************************************
PID溫度控製程序
程序說明：
系統上電後顯示 「--溫度」
表示需要先設定溫度才開始進行溫度檢測
溫度設定完畢後程序才開始進行PID溫控
***********************************************************************/
#include <reg52.h>
#include <absacc.h>
#include"DS18B20.H"
#include"PID.H"
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
unsigned char code tab[]=
{
0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xBF
}
;
/*個位0~9的數碼管段碼*/
unsigned char code sao[]=
{
0x7f,0xbf,0xdf,0xef
}
;
//掃描碼
uchar set=30,keyflag=1 ; //set初始化為30° keyflag為進入溫度設定的標志位
//4個按鍵使用說明
sbit key_out=P1^0 ; //用於溫度設定後的退出
sbit key_up=P1^1 ; //設定溫度加
sbit key_down=P1^2 ; //設定溫度減
sbit key_in=P1^3 ; //在程序的運行中如需要重新設定溫度 按下此鍵才能進入設置模式並且此時是停在溫度控制的,按下key_out鍵後才表示設定完畢
void Show_key();
/***********************************************************/
void delays(unsigned char k)
{
unsigned char i,j ;
for(i=0;i<k;i++)
for(j=0;j<50;j++);
}
/*********************************************************
//數碼管顯示函數
P0口 作為數據口
P2口的低四位作為掃描口
變數 x表示掃描
d表示是否要加小數點 為1是 為0不加
y表示傳遞的數值
*********************************************************/
LCD_disp_char(uchar x,bit d,uchar y)
{
P2=0XFF ;
P0=0xFF ;
if(d==0)
P0=tab[y];
else
P0=tab[y]&0x7f ; //與上0x7f表示是否要加小數點
P2=sao[x]; //打開掃描端號
}
/*********************************************************
按鍵掃描
*********************************************************/
void keyscan(void)
{
if(key_in==0) //按鍵進入函數
{
delays(10); //延時消抖 (以下同)
if(key_in==0)
{
while(key_in==0)
{
Show_key(); //如果一直按著鍵不放 就一直顯示在當前狀態 (以下同)
}
keyflag=1 ; //按鍵標志位
}
}
/***********************/
if(key_out==0) //按鍵退出
{
delays(10);
if(key_out==0)
{
while(key_out==0)
{
Show_key();
}
keyflag=0 ;
set_temper=set ;
}
}
/*************************/
if(key_up==0) //設定溫度的加
{
delays(10);
if(key_up==0)
{
while(key_up==0)
{
Show_key();
}
if(keyflag==1)
{
set++;
if(set>90) //如果大於90°就不在加
set=90 ;
}
}
}
/*************************/
if(key_down==0) //溫度設定的減
{
delays(10);
if(key_down==0)
{
while(key_down==0)
{
Show_key();
}
if(keyflag==1)
{
set--;
if(set<30) //溫度減到30°時不在往下減
set=30 ;
}
}
}
}
/*********************************************************************
按鍵按下時的顯示函數
***********************************************************************/
void Show_key()
{
output=1 ;
LCD_disp_char(3,0,10); //顯示 -
delays(3);
LCD_disp_char(2,0,10); //顯示- (表示溫度設定 )
delays(3);
LCD_disp_char(1,0,set/10); //顯示溫度十位
delays(3);
LCD_disp_char(0,0,set%10); //顯示溫度個位
delays(3);
}
/*****************************************************************/
void main()
{
unsigned int tmp ;//聲明溫度中間變數
unsigned char counter=0 ;
PIDBEGIN(); //PID參數的初始化
output=1 ; //關閉繼電器輸出
while(1)
{
keyscan();
if(keyflag)
{
Show_key(); //顯示溫度設定
}
else
{
if(counter--==0)
{
tmp=ReadTemperature();//每隔一段時間讀取溫度值
counter=20 ;
}
LCD_disp_char(3,0,tmp/1000); //顯示溫度十位
delays(3);
LCD_disp_char(2,1,tmp/100%10); //顯示溫度個位
//顯示小數點
delays(3);
LCD_disp_char(1,0,tmp/10%10); //顯示溫度小數後一位
delays(3);
LCD_disp_char(0,0,tmp%10);//顯示溫度小數後二位
delays(3);
P2=0XFF ;
P0=0xff ;
compare_temper(); //比較溫度
}
}
}
/**********************************************************************************************************************************************/
//PID演算法溫控C語言2008-08-17 18:58
#ifndef _PID_H__
#define _PID_H__
#include<intrins.h>
#include<math.h>
#include<string.h>
struct PID
{
unsigned int SetPoint ;
// 設定目標 Desired Value
unsigned int Proportion ;
// 比例常數 Proportional Const
unsigned int Integral ;
// 積分常數 Integral Const
unsigned int Derivative ;
// 微分常數 Derivative Const
unsigned int LastError ;
// Error[-1]
unsigned int PrevError ;
// Error[-2]
unsigned int SumError ;
// Sums of Errors
}
;
struct PID spid ;
// PID Control Structure
unsigned int rout ;
// PID Response (Output)
unsigned int rin ;
// PID Feedback (Input)
sbit output=P1^4;
unsigned char high_time,low_time,count=0 ;
//占空比調節參數
unsigned char set_temper ;
void PIDInit(struct PID*pp)
{
memset(pp,0,sizeof(struct PID)); //PID參數初始化全部設置為0
}
unsigned int PIDCalc(struct PID*pp,unsigned int NextPoint)
{
unsigned int dError,Error ;
Error=pp->SetPoint-NextPoint ;
// 偏差
pp->SumError+=Error ;
// 積分
dError=pp->LastError-pp->PrevError ;
// 當前微分
pp->PrevError=pp->LastError ;
pp->LastError=Error ;
//比例
//積分項
return(pp->Proportion*Error+pp->Integral*pp->SumError+pp->Derivative*dError);
// 微分項
}
/***********************************************************
溫度比較處理子程序
***********************************************************/
void compare_temper()
{
unsigned char i ;
//EA=0;
if(set_temper>temper)
{
if(set_temper-temper>1)
{
high_time=100 ; //大於1°不進行PID運算
low_time=0 ;
}
else
{ //在1°范圍內進行PID運算
for(i=0;i<10;i++)
{
//get_temper();
rin=s;
// Read Input
rout=PIDCalc(&spid,rin); //執行PID運算
// Perform PID Interation
}
if(high_time<=100) //限制最大值
high_time=(unsigned char)(rout/800);
else
high_time=100;
low_time=(100-high_time);
}
}
/****************************************/
else if(set_temper<=temper) //當實際溫度大於設置溫度時
{
if(temper-set_temper>0)//如果實際溫度大於設定溫度
{
high_time=0 ;
low_time=100 ;
}
else
{
for(i=0;i<10;i++)
{
//get_temper();
rin=s ;
// Read Input
rout=PIDCalc(&spid,rin);
// Perform PID Interation
}
if(high_time<100) //此變數是無符號字元型
high_time=(unsigned char)(rout/10000);
else
high_time=0 ;//限制不輸出負值
low_time=(100-high_time);
//EA=1;
}
}
}
/*****************************************************
T0中斷服務子程序，用於控制電平的翻轉 ,40us*100=4ms周期
******************************************************/
void serve_T0()interrupt 1 using 1
{
if(++count<=(high_time))
output=0 ;
else if(count<=100)
{
output=1 ;
}
else
count=0 ;
TH0=0x2f ;
TL0=0xe0 ;
}
void PIDBEGIN()
{
TMOD=0x01 ;
TH0=0x2f ;
TL0=0x40 ;
EA=1 ;
ET0=1 ;
TR0=1 ;
high_time=50 ;
low_time=50 ;
PIDInit(&spid);
// Initialize Structure
spid.Proportion=10 ;
// Set PID Coefficients
spid.Integral=8 ;
spid.Derivative=6 ;
spid.SetPoint=100 ;
// Set PID Setpoint
}
#endif
轉自他人程序。
『玖』 溫控儀pid怎樣設置，或者是怎樣計算的
溫控儀的溫度控制採用PID演算法，一般自整定調節PID參數，如果溫控效果不理想，可以手動微調。
『拾』 請教溫控PID增量型演算法公式
南京星德機械提供：增量式PID控制演算法
當執行機構需要的不是控制量的絕對值，而是控制量的增量（例如去驅
動步進電動機）時，需要用PID的「增量演算法」。