用PID算法实现温度控制

第一步：把器件等各种实物连上

第二步：开环，对PWM的控温信号加阶跃（改变PWM的占空比），由输入输出的结果大致得出加热器的数学模型

第三部：由理论公式整定出PID参数

第四部：根据实际结果调节PID以达到你想要的指标

本设计要求：本温度控制系统为以单片机为核心，实现了对温度实时监测和控制，实现了控制的智能化。设计恒温箱温度控制系统，配有温度传感器，采用DS18B20数字温度传感器，无需数模拟∕数字转换，可直接与单片机进行数字传输，采用了PID控制技术，可以使温度保持在要求的一个恒定范围内，配有键盘，用于输入设定温度；配有数码管LED用来显示温度。

技术参数和设计任务：

1、利用单片机AT89C2051实现对温度的控制，实现保持恒温箱在最高温度为110℃。

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01℃。

4、温度超出预置温度±5℃时发出声音报警。

5、对升、降温过程没有线性要求。

6、温度检测部分采用DS18B20数字温度传感器，无需数模拟∕数字转换，可直接与单片机进行数字传输

7、人机对话部分由键盘、显示和报警三部分组成，实现对温度的显示、报警。

需要的话联系用户名扣扣

PID参数的设定调节如下：

1、PID就是通过系统误差利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。不同厂家的公式稍有不同，但是基本上都离不开三个参数：比例、积分时间、微分时间。

2、采样周期。在进行PID调节之前要先设定好PID的采样周期，采样周期设定主要根据被控对象的特性决定。

被控对象变化快的（如：流量），可将采样周期设定在100ms左右，采样周期变化慢的（如：液位）可将采样周期设定在1000ms，对于特别缓慢的（如：温度）可设置成5-10S。简单的理解是多长时间比较一次采样值与设定值。

当然需要注意的是，采样周期必须大于程序的执行周期（PLC的运行周期）。

3、比例。比例作用是依据偏差的大小来动作比例有时又被称为增益用Gain表示，当控制量与被控量成正比例关系时（例如：阀位与流量）增益为正数；

当控制量与被控量成反比例关系时（例如：液位与频率）增益为负数。比较简单的理解是如果设定值与反馈值有偏差时一次调整多少。

当然比例参数设定是还要考虑被控值的性质，对于变频器来说，单次变化可以为001但是对于阀门来说最小变化为02比较好。因为阀门的精度较低。

4、积分。积分作用是依据偏差是否存在来动作的，在系统中起着消除余差的作用。

在调节时可以先设定一个较大的积分时间常数Ti的初值，然后逐渐减小Ti，直至系统出现振荡之后在反过来，逐渐加大Ti，直至系统振荡消失。

记录此时的Ti，设定PID的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%。积分时间可以简单的理解成调整的频率（只是为了方便理解）。

5、微分。微分的作用是依据偏差变化速度来动作的，在系统中起着超前调节的作用。很多情况下微分是不需要调节的。若要设定，与确定P和Ti的方法相同，取不振荡时的30%。微分可以简单理解为超前控制。

6、死区。死区在PID调节是一个非常重要的量，可以人为地增加控制回路的稳定性，设置好死区甚至可以减少大量的调整过程。

通俗的理解死区就是你所能接受的最大偏差。死区的大小一般要大于反馈值的波动范围。死区的设置应该在其它参数的设置基础上进行，否则会导致系统失去控制。 PID参数的设定调节技巧基本上就是这样了。

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