pid控制温度的算法
❶ 温控仪pid怎样设置,或者是怎样计算的
温控仪的温度控制采用PID算法,一般自整定调节PID参数,如果温控效果不理想,可以手动微调。
❷ 怎样用PID算法控制温度
2、可预置恒温箱温度,烘干过程恒温控制,温度控制误差小于±2℃。 3、预置时显示设定温度,恒温时显示实时温度,采用PID控制算法显示精确到0.1℃。 4、
❸ 单片机用PID控制可控硅,让电烤箱温度恒定的算法请教高手!
pid位置式算法,在温度比设定温度低x度时,用pd,当比设定温度低x度以内,用pid。
可控硅部分,硬件用BTA26或者BT139(看加热器件的功率了),采用过零检测来确定过零点,用单片机的外部中断配合tmer,来控制开关时间。在pd和pid阶段,pid参数可能要用2套参数,自己实验吧,还有,你可以看一下,Ziegler-Nichols参数整定法。
另:
OURAVR上也有个酷贴,很详细的,你可以参考一下,网址再下面:
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 温控仪pid怎样设置,或者是怎样计算的。
系统功率越大,热容量越小。
p1值越小。p2越小,积分作用越明显。
rt越小,响应越快。
对于多数系统,调整rt、P1参数即可获得满意的效果。
对于多数系统,P1的取值范围在千位数,P2的取值范围在百位数,rt的取值范围在十位数或百位数, 一般可先取P1=2000,P2=200,rt=100进行试验,然后根据输出百分比来调整。
在调整参数时,调整范围应先从大到小。若出现2.1现象可把P1由2000调为1000,把rt由100调为200,如果调整后的控制效果如2.2,则说明P1的取值在1000-2000之间,rt取值在100-200之间。逐渐减小调整范围,即可得到理想的参数。
由于仪表采用的是模糊PID控制算法,输出百分比的变化是振荡式的,因此观察输出百分比的变化趋势应以总体趋势为准。输出百分比变化时的振荡幅度大小主要是由P1决定的,P1越大,振荡的幅度越大。
❺ pid控制温度选择哪个公式
用来控制蒸汽薄膜阀动作来控制温度的,而且一般表都有pid 自诊定,表自身能计算出适合的pid 值。我的经验是,p值最重要,一般p值越小,控制的动作反应越快,I 值和D 值只是帮助控制的效果更好。
和你说下在我们设备的一个经验值里,P=3,I=60,D=90,希望对你有所帮助。很多的控制也都是慢慢试验出来的pid 值。因为各种应用场合千差万别,不好根据公式计算出pid 值。
以下摘自网络:
PID控制方式的具体流程是计算误差和温度的变化速度进行PID计算,先以P参数和误差计算出基础输出量,在根据误差的累积值和I参数计算出修正量,最终找出控制点和温度设定点之间的平衡状态,最后在通过温度的变化速率与D参数控制温度的变化速度以防止温度的剧烈变化。进行整定时先进行P调节,使I和D作用无效,观察温度变化曲线,若变化曲线多次出现波形则应该放大比例(P)参数,若变化曲线非常平缓,则应该缩小比例(P)参数。比例(P)参数设定好后,设定积分(I)参数,积分(I)正好与P参数相反,曲线平缓则需要放大积分(I),出现多次波形则需要缩小积分(I)。比例(P)和积分(I)都设定好以后设定微分(D)参数,微分(D)参数与比例(P)参数的设定方法是一样的。
❻ 一文搞懂PID控制算法
PID算法是工业应用中最广泛算法之一,在闭环系统的控制中,可自动对控制系统进行准确且迅速的校正。PID算法已经有100多年历史,在四轴飞行器,平衡小车、汽车定速巡航、温度控制器等场景均有应用。
之前做过循迹车项目,简单循迹摇摆幅度较大,效果如下所示:
PID算法优化后,循迹稳定性能较大提升,效果如下所示:
PID算法:就是“比例(proportional)、积分(integral)、微分(derivative)”,是一种常见的“保持稳定”控制算法。
常规的模拟PID控制系统原理框图如下所示:
因此可以得出e(t)和u(t)的关系:
其中:
Kp:比例增益,是调适参数;
Ki:积分增益,也是调适参数;
Kd:微分增益,也是调适参数;
e:误差=设定值(SP)- 回授值(PV);
t:目前时间。
数学公式可能比较枯燥,通过以下例子,了解PID算法的应用。
例如,使用控制器使一锅水的温度保持在50℃,小于50℃就让它加热,大于50度就断电不就行了?
没错,在要求不高的情况下,确实可以这么干,如果换一种说法,你就知道问题出在哪里了。
如果控制对象是一辆汽车呢?要是希望汽车的车速保持在50km/h不动,这种方法就存在问题了。
设想一下,假如汽车的定速巡航电脑在某一时间测到车速是45km/h,它立刻命令发动机:加速!
结果,发动机那边突然来了个100%全油门,嗡的一下汽车急加速到了60km/h,这时电脑又发出命令:刹车!结果乘客吐......
所以,在大多数场合中,用“开关量”来控制一个物理量就显得比较简单粗暴了,有时候是无法保持稳定的,因为单片机、传感器不是无限快的,采集、控制需要时间。
而且,控制对象具有惯性,比如将热水控制器拔掉,它的“余热”即热惯性可能还会使水温继续升高一小会。
此时就需要使用PID控制算法了。
接着咱再来详细了解PID控制算法的三个最基本的参数:Kp比例增益、Ki积分增益、Kd微分增益。
1、Kp比例增益
Kp比例控制考虑当前误差,误差值和一个正值的常数Kp(表示比例)相乘。需要控制的量,比如水温,有它现在的 当前值 ,也有我们期望的 目标值 。
当两者差距不大时,就让加热器“轻轻地”加热一下。
要是因为某些原因,温度降低了很多,就让加热器“稍稍用力”加热一下。
要是当前温度比目标温度低得多,就让加热器“开足马力”加热,尽快让水温到达目标附近。
这就是P的作用,跟开关控制方法相比,是不是“温文尔雅”了很多。
实际写程序时,就让偏差(目标减去当前)与调节装置的“调节力度”,建立一个一次函数的关系,就可以实现最基本的“比例”控制了~
Kp越大,调节作用越激进,Kp调小会让调节作用更保守。
若你正在制作一个平衡车,有了P的作用,你会发现,平衡车在平衡角度附近来回“狂抖”,比较难稳住。
2、Kd微分增益
Kd微分控制考虑将来误差,计算误差的一阶导,并和一个正值的常数Kd相乘。
有了P的作用,不难发现,只有P好像不能让平衡车站起来,水温也控制得晃晃悠悠,好像整个系统不是特别稳定,总是在“抖动”。
设想有一个弹簧:现在在平衡位置上,拉它一下,然后松手,这时它会震荡起来,因为阻力很小,它可能会震荡很长时间,才会重新停在平衡位置。
请想象一下:要是把上图所示的系统浸没在水里,同样拉它一下 :这种情况下,重新停在平衡位置的时间就短得多。
此时需要一个控制作用,让被控制的物理量的“变化速度”趋于0,即类似于“阻尼”的作用。
因为,当比较接近目标时,P的控制作用就比较小了,越接近目标,P的作用越温柔,有很多内在的或者外部的因素,使控制量发生小范围的摆动。
D的作用就是让物理量的速度趋于0,只要什么时候,这个量具有了速度,D就向相反的方向用力,尽力刹住这个变化。
Kd参数越大,向速度相反方向刹车的力道就越强,如果是平衡小车,加上P和D两种控制作用,如果参数调节合适,它应该可以站起来了。
3、Ki积分增益
Ki积分控制考虑过去误差,将误差值过去一段时间和(误差和)乘以一个正值的常数Ki。
还是以热水为例,假如有个人把加热装置带到了非常冷的地方,开始烧水了,需要烧到50℃。
在P的作用下,水温慢慢升高,直到升高到45℃时,他发现了一个不好的事情:天气太冷,水散热的速度,和P控制的加热的速度相等了。
这可怎么办?
P兄这样想:我和目标已经很近了,只需要轻轻加热就可以了。
D兄这样想:加热和散热相等,温度没有波动,我好像不用调整什么。
于是,水温永远地停留在45℃,永远到不了50℃。
根据常识,我们知道,应该进一步增加加热的功率,可是增加多少该如何计算呢?
前辈科学家们想到的方法是真的巧妙,设置一个积分量,只要偏差存在,就不断地对偏差进行积分(累加),并反应在调节力度上。
这样一来,即使45℃和50℃相差不是太大,但是随着时间的推移,只要没达到目标温度,这个积分量就不断增加,系统就会慢慢意识到:还没有到达目标温度,该增加功率啦!
到了目标温度后,假设温度没有波动,积分值就不会再变动,这时,加热功率仍然等于散热功率,但是,温度是稳稳的50℃。
Ki的值越大,积分时乘的系数就越大,积分效果越明显,所以,I的作用就是,减小静态情况下的误差,让受控物理量尽可能接近目标值。
I在使用时还有个问题:需要设定积分限制,防止在刚开始加热时,就把积分量积得太大,难以控制。
PID算法的参数调试是指通过调整控制参数(比例增益、积分增益/时间、微分增益/时间) 让系统达到最佳的控制效果 。
调试中稳定性(不会有发散性的震荡)是首要条件,此外,不同系统有不同的行为,不同的应用其需求也不同,而且这些需求还可能会互相冲突。
PID算法只有三个参数,在原理上容易说明,但PID算法参数调试是一个困难的工作,因为要符合一些特别的判据,而且PID控制有其限制存在。
1、稳定性
若PID算法控制器的参数未挑选妥当,其控制器输出可能是不稳定的,也就是其输出发散,过程中可能有震荡,也可能没有震荡,且其输出只受饱和或是机械损坏等原因所限制。不稳定一般是因为过大增益造成,特别是针对延迟时间很长的系统。
2、最佳性能
PID控制器的最佳性能可能和针对过程变化或是设定值变化有关,也会随应用而不同。
两个基本的需求是调整能力(regulation,干扰拒绝,使系统维持在设定值)及命令追随 (设定值变化下,控制器输出追随设定值的反应速度)。有关命令追随的一些判据包括有上升时间及整定时间。有些应用可能因为安全考量,不允许输出超过设定值,也有些应用要求在到达设定值过程中的能量可以最小化。
3、各调试方法对比
4、调整PID参数对系统的影响
❼ 怎样用PID算法控制温度
没有一种控制算法比PID调节规律更有效、更方便的了。现在一些时髦点的调节器基本源自PID。甚至可以这样说:PID调节器是其它控制调节算法的妈。
为什么PID应用如此广泛、又长久不衰?
因为PID解决了自动控制理论所要解决的最基本问题,既系统的稳定性、快速性和准确性。调节PID的参数,可实现在系统稳定的前提下,兼顾系统的带载能力和抗扰能力,同时,在PID调节器中引入积分项,系统增加了一个零积点,使之成为一阶或一阶以上的系统
❽ 位置式pid控制算法
数字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为比例增益,T为采样周期,T??为积分时间常数,Td为微分时间常数,k采样序号,??为累加器(i从0到k),由于该控制算法提供了执行机构的位置u(k),如阀门的开度,所以被成为数字PID位置型控制算法。