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溫度控制PID算法的具體實現(1)

通過我上壹篇文章《幾種溫度算法的比較與總結》可以知道,分段PID算法不僅可以提高溫控系統的響應速度,還可以提高溫控系統的控溫精度。現在以增量式PID算法為例,總結其具體的實現步驟或流程,希望能為正在糾結於PID算法的同仁提供壹些有價值的內容。

壹、溫度控制模型的建立

選擇壹階延時溫控系統還是二階延時溫控系統,需要根據妳的實際溫控系統來確定;

二、溫度控制模型中K、T和τ的確定

壹旦確定了溫度控制模型,下壹步就是確定K、T和τ的值。有幾種方法可以確定溫度控制模型中K、T和τ的等效性:

1,系統識別方法

設置好數據采集的時間間隔、PWM波形的占空比等參數後,記錄隨時間變化的溫度數據(註意:是開環狀態),溫度數據越多越好。根據試驗數據,利用Matlab的系統辨識工具箱進行辨識,得到K、T和τ的值。

2.公式計算方法1

將固定占空比的PWM波輸入溫控系統,以固定的時間間隔(如1s)采集並記錄溫度數據,然後利用兩點計算公式計算出K、T、τ的值。

k =(y(∞)-y(0))/(δu);

t = 1.5 *(t(0.632)-t(0.28));

τ = 1.5 * (?t(0.28) - t(0.632)/3).

註:(1)和y(0)為室溫值,y(∞)溫度穩定後的溫度值。

(2)、δy =?y(∞) - y(0).

(3),t(0.28)是室溫上升到y(0) +0.28*?δ y的時間值。

(4),t(0.632)是室溫上升到y (0)+0.632 * δ y的時間值。

3.公式計算方法2

原理和公式計算法1壹樣,只是選取的參考點不同。這裏選取的參考點是t(0.39)和t(0.632),K的計算公式與公式計算方法1相同。以下是T和τ的計算公式:

t = 2 *(t(0.632)-t(0.28));

τ = 2* ?t(0.28) -?t(0.632).

第三,P、I和D參數的確定

1,Matlab仿真測試方法

通過輸入溫度控制模型,在Matlab中建立PID控制模塊,然後對溫度控制曲線進行仿真,確定PID參數。

2.公式計算方法

根據以上測得的溫度數據,用Z-N或C-C公式計算PID參數。

3、現場調試方法

根據調試人員整定PID參數的經驗,對PID參數進行調試,通過現場PID的溫度控制,確定PID參數值。

通過以上三種PID參數整定方法的比較,當然還有其他的PID參數整定方法,其可行性有待驗證。個人認為最好的PID參數整定方法是通過公式計算得出PID參數值,然後在Matlab中對整定好的PID參數進行驗證,最後根據現場實際溫控情況進行微調,最終確定PID參數值。

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