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pid控制溫度的演算法

發布時間: 2022-10-20 06:30:16

❶ 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。

❷ 怎樣用PID演算法控制溫度

2、可預置恆溫箱溫度,烘乾過程恆溫控制,溫度控制誤差小於±2℃。 3、預置時顯示設定溫度,恆溫時顯示實時溫度,採用PID控制演算法顯示精確到0.1℃。 4、

❸ 單片機用PID控制可控硅,讓電烤箱溫度恆定的演算法請教高手!

pid位置式演算法,在溫度比設定溫度低x度時,用pd,當比設定溫度低x度以內,用pid。
可控硅部分,硬體用BTA26或者BT139(看加熱器件的功率了),採用過零檢測來確定過零點,用單片機的外部中斷配合tmer,來控制開關時間。在pd和pid階段,pid參數可能要用2套參數,自己實驗吧,還有,你可以看一下,Ziegler-Nichols參數整定法。
另:
OURAVR上也有個酷貼,很詳細的,你可以參考一下,網址再下面:
http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=936512&bbs_page_no=1&search_mode=1&search_text=pid&bbs_id=1000

❹ 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。

❺ pid控制溫度選擇哪個公式

用來控制蒸汽薄膜閥動作來控制溫度的,而且一般表都有pid 自診定,表自身能計算出適合的pid 值。我的經驗是,p值最重要,一般p值越小,控制的動作反應越快,I 值和D 值只是幫助控制的效果更好。
和你說下在我們設備的一個經驗值里,P=3,I=60,D=90,希望對你有所幫助。很多的控制也都是慢慢試驗出來的pid 值。因為各種應用場合千差萬別,不好根據公式計算出pid 值。
以下摘自網路:
PID控制方式的具體流程是計算誤差和溫度的變化速度進行PID計算,先以P參數和誤差計算出基礎輸出量,在根據誤差的累積值和I參數計算出修正量,最終找出控制點和溫度設定點之間的平衡狀態,最後在通過溫度的變化速率與D參數控制溫度的變化速度以防止溫度的劇烈變化。進行整定時先進行P調節,使I和D作用無效,觀察溫度變化曲線,若變化曲線多次出現波形則應該放大比例(P)參數,若變化曲線非常平緩,則應該縮小比例(P)參數。比例(P)參數設定好後,設定積分(I)參數,積分(I)正好與P參數相反,曲線平緩則需要放大積分(I),出現多次波形則需要縮小積分(I)。比例(P)和積分(I)都設定好以後設定微分(D)參數,微分(D)參數與比例(P)參數的設定方法是一樣的。

❻ 一文搞懂PID控制演算法

PID演算法是工業應用中最廣泛演算法之一,在閉環系統的控制中,可自動對控制系統進行准確且迅速的校正。PID演算法已經有100多年歷史,在四軸飛行器,平衡小車、汽車定速巡航、溫度控制器等場景均有應用。

之前做過循跡車項目,簡單循跡搖擺幅度較大,效果如下所示:

PID演算法優化後,循跡穩定性能較大提升,效果如下所示:

PID演算法:就是「比例(proportional)、積分(integral)、微分(derivative)」,是一種常見的「保持穩定」控制演算法。

常規的模擬PID控制系統原理框圖如下所示:

因此可以得出e(t)和u(t)的關系:

其中:

Kp:比例增益,是調適參數;

Ki:積分增益,也是調適參數;

Kd:微分增益,也是調適參數;

e:誤差=設定值(SP)- 回授值(PV);

t:目前時間。

數學公式可能比較枯燥,通過以下例子,了解PID演算法的應用。

例如,使用控制器使一鍋水的溫度保持在50℃,小於50℃就讓它加熱,大於50度就斷電不就行了?

沒錯,在要求不高的情況下,確實可以這么干,如果換一種說法,你就知道問題出在哪裡了。

如果控制對象是一輛汽車呢?要是希望汽車的車速保持在50km/h不動,這種方法就存在問題了。

設想一下,假如汽車的定速巡航電腦在某一時間測到車速是45km/h,它立刻命令發動機:加速!

結果,發動機那邊突然來了個100%全油門,嗡的一下汽車急加速到了60km/h,這時電腦又發出命令:剎車!結果乘客吐......

所以,在大多數場合中,用「開關量」來控制一個物理量就顯得比較簡單粗暴了,有時候是無法保持穩定的,因為單片機、感測器不是無限快的,採集、控制需要時間。

而且,控制對象具有慣性,比如將熱水控制器拔掉,它的「余熱」即熱慣性可能還會使水溫繼續升高一小會。

此時就需要使用PID控制演算法了。

接著咱再來詳細了解PID控制演算法的三個最基本的參數:Kp比例增益、Ki積分增益、Kd微分增益。

1、Kp比例增益

Kp比例控制考慮當前誤差,誤差值和一個正值的常數Kp(表示比例)相乘。需要控制的量,比如水溫,有它現在的 當前值 ,也有我們期望的 目標值 。

當兩者差距不大時,就讓加熱器「輕輕地」加熱一下。

要是因為某些原因,溫度降低了很多,就讓加熱器「稍稍用力」加熱一下。

要是當前溫度比目標溫度低得多,就讓加熱器「開足馬力」加熱,盡快讓水溫到達目標附近。

這就是P的作用,跟開關控制方法相比,是不是「溫文爾雅」了很多。

實際寫程序時,就讓偏差(目標減去當前)與調節裝置的「調節力度」,建立一個一次函數的關系,就可以實現最基本的「比例」控制了~

Kp越大,調節作用越激進,Kp調小會讓調節作用更保守。

若你正在製作一個平衡車,有了P的作用,你會發現,平衡車在平衡角度附近來回「狂抖」,比較難穩住。

2、Kd微分增益

Kd微分控制考慮將來誤差,計算誤差的一階導,並和一個正值的常數Kd相乘。

有了P的作用,不難發現,只有P好像不能讓平衡車站起來,水溫也控製得晃晃悠悠,好像整個系統不是特別穩定,總是在「抖動」。

設想有一個彈簧:現在在平衡位置上,拉它一下,然後鬆手,這時它會震盪起來,因為阻力很小,它可能會震盪很長時間,才會重新停在平衡位置。

請想像一下:要是把上圖所示的系統浸沒在水裡,同樣拉它一下 :這種情況下,重新停在平衡位置的時間就短得多。

此時需要一個控製作用,讓被控制的物理量的「變化速度」趨於0,即類似於「阻尼」的作用。

因為,當比較接近目標時,P的控製作用就比較小了,越接近目標,P的作用越溫柔,有很多內在的或者外部的因素,使控制量發生小范圍的擺動。

D的作用就是讓物理量的速度趨於0,只要什麼時候,這個量具有了速度,D就向相反的方向用力,盡力剎住這個變化。

Kd參數越大,向速度相反方向剎車的力道就越強,如果是平衡小車,加上P和D兩種控製作用,如果參數調節合適,它應該可以站起來了。

3、Ki積分增益

Ki積分控制考慮過去誤差,將誤差值過去一段時間和(誤差和)乘以一個正值的常數Ki。

還是以熱水為例,假如有個人把加熱裝置帶到了非常冷的地方,開始燒水了,需要燒到50℃。

在P的作用下,水溫慢慢升高,直到升高到45℃時,他發現了一個不好的事情:天氣太冷,水散熱的速度,和P控制的加熱的速度相等了。

這可怎麼辦?

P兄這樣想:我和目標已經很近了,只需要輕輕加熱就可以了。

D兄這樣想:加熱和散熱相等,溫度沒有波動,我好像不用調整什麼。

於是,水溫永遠地停留在45℃,永遠到不了50℃。

根據常識,我們知道,應該進一步增加加熱的功率,可是增加多少該如何計算呢?

前輩科學家們想到的方法是真的巧妙,設置一個積分量,只要偏差存在,就不斷地對偏差進行積分(累加),並反應在調節力度上。

這樣一來,即使45℃和50℃相差不是太大,但是隨著時間的推移,只要沒達到目標溫度,這個積分量就不斷增加,系統就會慢慢意識到:還沒有到達目標溫度,該增加功率啦!

到了目標溫度後,假設溫度沒有波動,積分值就不會再變動,這時,加熱功率仍然等於散熱功率,但是,溫度是穩穩的50℃。

Ki的值越大,積分時乘的系數就越大,積分效果越明顯,所以,I的作用就是,減小靜態情況下的誤差,讓受控物理量盡可能接近目標值。

I在使用時還有個問題:需要設定積分限制,防止在剛開始加熱時,就把積分量積得太大,難以控制。

PID演算法的參數調試是指通過調整控制參數(比例增益、積分增益/時間、微分增益/時間) 讓系統達到最佳的控制效果 。

調試中穩定性(不會有發散性的震盪)是首要條件,此外,不同系統有不同的行為,不同的應用其需求也不同,而且這些需求還可能會互相沖突。

PID演算法只有三個參數,在原理上容易說明,但PID演算法參數調試是一個困難的工作,因為要符合一些特別的判據,而且PID控制有其限制存在。

1、穩定性

若PID演算法控制器的參數未挑選妥當,其控制器輸出可能是不穩定的,也就是其輸出發散,過程中可能有震盪,也可能沒有震盪,且其輸出只受飽和或是機械損壞等原因所限制。不穩定一般是因為過大增益造成,特別是針對延遲時間很長的系統。

2、最佳性能

PID控制器的最佳性能可能和針對過程變化或是設定值變化有關,也會隨應用而不同。

兩個基本的需求是調整能力(regulation,干擾拒絕,使系統維持在設定值)及命令追隨 (設定值變化下,控制器輸出追隨設定值的反應速度)。有關命令追隨的一些判據包括有上升時間及整定時間。有些應用可能因為安全考量,不允許輸出超過設定值,也有些應用要求在到達設定值過程中的能量可以最小化。

3、各調試方法對比

4、調整PID參數對系統的影響

❼ 怎樣用PID演算法控制溫度

沒有一種控制演算法比PID調節規律更有效、更方便的了。現在一些時髦點的調節器基本源自PID。甚至可以這樣說:PID調節器是其它控制調節演算法的媽。
為什麼PID應用如此廣泛、又長久不衰?
因為PID解決了自動控制理論所要解決的最基本問題,既系統的穩定性、快速性和准確性。調節PID的參數,可實現在系統穩定的前提下,兼顧系統的帶載能力和抗擾能力,同時,在PID調節器中引入積分項,系統增加了一個零積點,使之成為一階或一階以上的系統

❽ 位置式pid控制演算法

數字PID位置型控制算式如下:
u(k)=Kp[
e(k)
+??e(i)T/T??
+
Td(
e(k)-e(k)
)/T
]
Kp為比例增益,T為采樣周期,T??為積分時間常數,Td為微分時間常數,k采樣序號,??為累加器(i從0到k),由於該控制演算法提供了執行機構的位置u(k),如閥門的開度,所以被成為數字PID位置型控制演算法。

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