PID對溫度影響(ZH)

1、3.參數(shù)的設(shè)置與調(diào)整 加溫迅速達到目標(biāo)值，但溫度過沖很大。比例系數(shù)太大，致使在未達到設(shè)定溫度前加熱比例過高；微分系數(shù)過小，對對象反應(yīng)不敏感。 加溫經(jīng)常達不到目標(biāo)值，小于目標(biāo)值時間多。比例系數(shù)過小，加溫比例不夠；積分系數(shù)過小，對靜差補償不足。 基本在控制溫度內(nèi)，但上下偏差大，經(jīng)常波動。微分系數(shù)小，對及時變化反應(yīng)慢；積分系數(shù)過大，使微分反應(yīng)被鈍化。 受環(huán)境影響較大微分系數(shù)小，對及時變化反應(yīng)慢；設(shè)定的基本定時周期過長，不能得到及時修正。當(dāng)通過熱電偶采集的被測溫度偏離所希望的給定值時，PID控制可根據(jù)測量信號與給定值的偏差進行比例（P）、積分（I）、微分（D）運算，從而輸出某個適當(dāng)?shù)目刂菩盘柦o執(zhí)行機構(gòu)

2、，促使測量值恢復(fù)到給定值，達到自動控制的效果。比例運算是指輸出控制量與偏差的比例關(guān)系。比例參數(shù)P設(shè)定值越大，控制的靈敏度越低，設(shè)定值越小，控制的靈敏度越高，例如比例參數(shù)P設(shè)定為4%，表示測量值偏離給定值4%時，輸出控制量變化100%。積分運算的目的是消除偏差。只要偏差存在，積分作用將控制量向使偏差消除的方向移動。積分時間是表示積分作用強度的單位。設(shè)定的積分時間越短，積分作用越強。例如積分時間設(shè)定為240秒時，表示對固定的偏差，積分作用的輸出量達到和比例作用相同的輸出量需要240秒。比例作用和積分作用是對控制結(jié)果的修正動作，響應(yīng)較慢。微分作用是為了消除其缺點而補充的。微分作用根據(jù)偏差產(chǎn)生的速度對

3、輸出量進行修正，使控制過程盡快恢復(fù)到原來的控制狀態(tài)，微分時間是表示微分作用強度的單位，儀表設(shè)定的微分時間越長，則以微分作用進行的修正越強。PID模塊操作非常簡捷只要設(shè)定4個參數(shù)就可以進行溫度精確控制：1、溫度設(shè)定2、P值3、I值4、D值PID模塊的溫度控制精度主要受P、I、D這三個參數(shù)影響。其中P代表比例，I代表積分，D代表微分。比例運算（P）比例控制是建立與設(shè)定值（SV）相關(guān)的一種運算，并根據(jù)偏差在求得運算值（控制輸出量）。如果當(dāng)前值（PV）小，運算值為100%。如果當(dāng)前值在比例帶內(nèi)，運算值根據(jù)偏差比例求得并逐漸減小直到SV和PV匹配（即，直到偏差為0），此時運算值回復(fù)到先前值（前饋運算）。

4、若出現(xiàn)靜差（殘余偏差），可用減小P方法減小殘余偏差。如果P太小，反而會出現(xiàn)振蕩。積分運算（I）將積分與比例運算相結(jié)合，隨著調(diào)節(jié)時間延續(xù)可減小靜差。積分強度用積分時間表示，積分時間相當(dāng)于積分運算值到比例運算值在階躍偏差響應(yīng)下達到的作用所需要的時間。積分時間越小，積分運算的校正時間越強。但如果積分時間值太小，校正作用太強會出現(xiàn)振蕩。微分運算（D）比例和積分運算都校正控制結(jié)果，所以不可避免地會產(chǎn)生響應(yīng)延時現(xiàn)象。微分運算可彌補這些缺陷。在一個突發(fā)的干擾響應(yīng)中，微分運算提供了一個很大的運算值，以恢復(fù)原始狀態(tài)。微分運算采用一個正比于偏差變化率（微分系數(shù)）的運算值校正控制。微分運算的強度由微分時間表示，微分

5、時間相當(dāng)于微分運算值達到比例運算值在階躍偏差響應(yīng)下達到的作用所需的時間。微分時間值越大，微分運算的校正強度越強。通常，對于溫度控制的理解，是覺得其技術(shù)成熟且改變不大。有一些工業(yè)的應(yīng)用，不僅對時間進行精確的控制，而且在當(dāng)設(shè)定值改變時，對于快速加溫階段和擾動的快速響應(yīng)形成最小程度的過沖（overshoot）和下沖（undershoot）。一般采用的PID控制技術(shù)難以滿足這些特殊的場合。目前存在2種的復(fù)雜溫度控制器。一種方案是基于增加特殊性能的PID，另一種方案是模糊邏輯控制。1. 增強的PID溫度控制加熱和冷卻過程中的不同速度（時間常數(shù)）可根據(jù)溫度設(shè)定值，進行PID常數(shù)的動態(tài)調(diào)節(jié)。這樣的調(diào)節(jié)需要一

6、個加熱模型-加熱過程的反轉(zhuǎn)靜態(tài)特性（inversestaticcharacteristic）。一旦控制系統(tǒng)執(zhí)行加熱模型，它的輸出可被相應(yīng)地用于前饋變量。前饋變量與比例成分的輸出一起使加熱模型符合加熱過程。一個近似的時間優(yōu)化控制方法需要將溫度控制的全部過程分為3個部分，每部分都有其不同控制機制。在第一階段（溫度在設(shè)定值之下）和最后一個階段（溫度在設(shè)定值之上），幕常量（分別是滿值和零）被應(yīng)用，控制調(diào)節(jié)誤差。在中間階段（設(shè)定值在中間），線性PID控制開始作用。在這里所謂的線性控制區(qū)（linearcontrolzone，LCZ）、非線性、調(diào)節(jié)誤差限制（regulationerrorlimit，REL）

7、就能被使用，會有助于限制溫度的過沖和下沖。圖1中，為加強的PID溫度控制器的框圖，適用范圍較2. 模糊邏輯工程師們對模糊邏輯的了解已經(jīng)超過35年。模糊控制的魅力在于小規(guī)模的微型控制器，因為這一技術(shù)比常規(guī)的PID要求較少的計算幕和更少的操作存儲量。模糊控制的基本形式可模擬人工控制過程。根據(jù)瞬時溫度背離設(shè)定值（調(diào)節(jié)誤差，e（n）的程度和溫度改變的速率（或調(diào)節(jié)誤差的背離，（e（n），人工調(diào)整應(yīng)用于加熱成分的幕。整個過程由系統(tǒng)的物理或數(shù)學(xué)性質(zhì)決定。溫度的背離和溫度的改變速率是高？是底？還是中等？模糊控制以同樣的過程變量狀態(tài)運行。如圖2，模糊溫度控制器的框圖表明，模糊控制器的輸出是如何在功能加強的傳統(tǒng)的

8、PID控制器的情況下與前饋模塊的輸出相結(jié)合的。類似的適配模塊可使解模糊化過程優(yōu)化（使模糊化輸出變量成為明確的輸出值），并且同時幫助加熱器模塊更真實反映加熱過程。HMfUfMeXNHrFB<HH=<jnrailHoduO)Ni；w!jyniSouft.CaotKJrrfHHOUiVW!FTWl3d0你的系統(tǒng)你作主。即使像溫度控制這類最簡單的過程，如果增加了諸如快速增溫階段也可能變得很復(fù)雜。執(zhí)行功能加強的、傳統(tǒng)的PID控制器就成為一項挑戰(zhàn)，特別是如果需要自調(diào)整能力以幫助確定優(yōu)化PID常量時。然而，不可否認(rèn)的是，PID控制的理論的運用相當(dāng)廣泛。另外，模糊控制似乎能較簡單的實現(xiàn)相同的性能。

9、由一階或更高階的多項式（LCZ在增強PID控制中提供唯一個零階近似值）控制的，用于時間優(yōu)化控制系統(tǒng)的二階轉(zhuǎn)換曲線的近似值使模糊控制在時間優(yōu)化控制應(yīng)用中頗占優(yōu)勢。作為相對較為新的控制方法，它也能提供更多的發(fā)展空間。關(guān)于PID設(shè)置，書上的常用口訣：參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查先是比例后積分，最后再把微分加曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳曲線偏離回復(fù)慢，積分時間往下降曲線波動周期長，積分時間再加長曲線振蕩頻率快，先把微分降下來動差大來波動慢。微分時間應(yīng)加長理想曲線兩個波，前高后低4比1看二調(diào)多分析，調(diào)節(jié)質(zhì)量不會低=分隔線=些PID參數(shù)改變下的溫度控制曲線（所有調(diào)節(jié)時的溫

10、度都設(shè)置為37度）（在此感謝某論壇某網(wǎng)友的貼子，忘了在哪里收集的了）貼有一些他的這個畢業(yè)設(shè)計實驗原話Lltaetime116031947863779695511141273143212354697039371J.71140516391873time383736i35:弭33323130Time3821542964385710711285149917131927tlme38373635343332313029119839559278998611831380157?1774timeP>1下的溫度曲線'陽12244476708931116133915621785200Stiie39t3

11、83736353d331儆軌詼7狀朋nzy煩傲“貓閔lxq2345:PID調(diào)節(jié)時間要短？溫度是大滯后系統(tǒng)啊，我的個人經(jīng)驗由于系統(tǒng)有滯后，所以采樣時間最好和滯后時間差不多，然后形成一級預(yù)報然后在用預(yù)報的數(shù)值做PD條件。在滯后環(huán)節(jié)中使用I是極其不穩(wěn)定的，簡單的說當(dāng)你系統(tǒng)的溫度超過已有的值，由于滯后，積分仍然在積分負(fù)值，這必然造成大量超調(diào)然后震蕩就像你圖中那樣。我也是以前仿真的經(jīng)驗，你可以用仿真調(diào)試，因為MATLAB調(diào)試的控制效果速度比較快。不要一位的改參數(shù)。而且MATLAB有自動PID參數(shù)的計算功能，很方便jfO5O1O8:樓上說的對，實驗中也證明采樣時間應(yīng)該和之后時間差不多，略微小一點就可以了，這樣才能發(fā)揮出d的效果。調(diào)節(jié)過程中我也覺的I是很難調(diào)的，資料都說I可以矯正穩(wěn)態(tài)誤差，實驗中證明確實可以的。傳一個45和37度溫度控制曲線。精度0.25。使用同一組PID值。p=0.43i=0.15d=11.7保溫是一定要做好的，不過我的條件比較簡陋，只用了2cm厚的海綿外加硬紙板做了個小盒子呵呵I47側(cè)瑤918523127732336941,54G：50753599645L5099143197246295344393442491540589或3863i的作用大家可以看看這兩個圖對比就知道了，設(shè)置溫度均為37度37.5373S-53S3S.5馬34.5弭33.53