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blavy 发表于 2018-3-14 18:10:30

总结一下我的PID温度控制 调试经验

万事开头难。
刚接触PID的时候调得焦头烂额，当把程序调出来后，发现其实挺简单。
其实也都是因为网上的发出来的例程说得都太复杂，或者是发的资料没全还藏了部分（个人感觉）。
闲话少说直接上资料：
先前发的一些网上的资料，程序原理与实现上主要参考了“PID控制算法的C语言实现.(绝对的好东西)”。
https://www.amobbs.com/thread-5685071-1-1.html

本次PID主要是通过固态继电器控制加热片进行加热，温度探测使用的DS18B20，稳定后在0.5度范围内（然并卵）。

程序如下：
定义结构体
typedef struct
{
    float SetSpeed;         //定义设定值
    float ActualSpeed;      //定义实际值
    float err;            //定义偏差值
    float err_next;         //定义上一个偏差值
    float err_last;         //定义上上一个的偏差值
    float Kp;               //定义比例系数
    float Ki;               //定义积分系数
    float Kd;               //定义微分系数
    float voltage;          //定义电压值（控制执行器的变量）
    float integral;         //定义积分值
    float umax;             //正极限位置
    float umin;             //负极限位置

}_PID_T;
_PID_T pid;


/*
    PID初始化
*/
void PID_init(void)
{
    pid.SetSpeed = 0.0;
    pid.ActualSpeed = 0.0;
    pid.err = 0.0;
    pid.err_last = 0.0;
    pid.err_next = 0.0;
    pid.Kp = 1.0;       //比例调节
    pid.Ki = 0.01;      //积分调节
    pid.Kd = 0.0;       //微分调节
}
/*
    取绝对值
*/
float Abs(float val)
{
    if(val<0)
    {
      val = -val;
    }
    return val;
}

/*
    PID计算
*/
float PIDCalc(float speed)
{
    UINT8 index=0;
    index = index;
//------------------------------------------------------------------------------------------------------------//
//积分分离式
    pid.SetSpeed = speed;
    pid.ActualSpeed = (float)DS18B20Temp()/10;
    pid.err = pid.SetSpeed - pid.ActualSpeed;
    if(Abs(pid.err)>3)      //温度差值超过3度，不加入积分环节
    {
      index = 0;
    }
    else
    {
      index = 1;
      pid.integral += pid.err;
    }
    pid.voltage = pid.Kp*pid.err+index*pid.Ki*pid.integral+pid.Kd*(pid.err-pid.err_last); //算法具体实现过程
    pid.err_last = pid.err;
//    pid.ActualSpeed = pid.voltage*1.0;
    if(pid.voltage>50)
    {//设置一个PWM量程上限值
      pid.voltage = 50;
    }
    return pid.ActualSpeed;
}

定时器5中进行固态继电器的控制
void TIM5_IRQHandler(void)
{
    static UINT8 heatTime=0;
        if(TIM5->SR&TIM_IT_Update)//溢出中断
        {
                TIM5->SR &= ~TIM_IT_Update ;//清除中断标志位
                if(pid.ActualSpeed<40)
                {//调试时超过40度关闭加热，避免烧坏加热片
            if(pid.voltage>0)
                    {
                if(++heatTime>50)
                {
                  heatTime = 0;
                }
                ((heatTime*10)<(UINT8)(pid.voltage*10))?(HEAT_CTL = ON_OP):(HEAT_CTL = OFF_OP);
            }
            else
            {
                heatTime = 0;
                HEAT_CTL = OFF_OP;
            }
                }
      else
      {
            HEAT_CTL = OFF_OP;
      }
        }                                             
}

下面这个函数是在主函数里面调用的，我这里是250ms进行一次PID。
void DebugOut(void)
{
    UINT16 cnt=0;
    cnt = cnt;
    if(timerPara.timeDebug > 250)
    {
      timerPara.timeDebug = 0;
      if(PidEn)
      {
            PIDCalc(35.0);
      }
      else
      {
            pid.ActualSpeed = (float)DS18B20Temp()/10;
            pid.voltage=0;
      }
      printf("\r\nTEMPER=%f, U(t)=%f", pid.ActualSpeed,pid.voltage);
    }
}

这次调试主要觉得有两个难点：
1、程序算法怎么实现。参考上面的“PID控制算法的C语言实现.(绝对的好东西)”，基本就明白怎么写了，或者抄一下，网上的源码很多。
2、PID输出怎么用，U(t)是什么？算法程序有了，但是怎么拿来控制加热片进行加热？我反正是在网上找了好多圈，有写PID的基本都没说到这点，都只是说程序怎么实现，或者就是一句话，输出就是PWM。
说的其实也没错，只是不够明白。这里说说我的做法：
给输出设置一个上限，或者把输出当做PWM量程，比如50等分，实测中，实际温度与设置温度越来越靠近，PID的输出值会越来越小。那这个值就可以拿来做PWM方波的高电平，用于启动加热（参考定时器里的做法）。
3、参数的整定。网上的做法也很简单，一个参数一个参数调整，单个参数按一个方向进行调整。
a、把微积分的值设置为0，只调节比例参数，我这里调节到加热的时候不过冲，但是加热会比较慢。
b、调节积分参数，让稳定值会比较趋近到设置值。

qd118118 发表于 2018-3-14 19:09:59

图片上看是不能加热的{:lol:}

聆听风声 发表于 2018-3-14 21:08:01

标记下，说不定哪天要用到了

就在今天 发表于 2018-3-14 22:21:49

做个记号，不错的，加油

ziziy 发表于 2018-3-14 22:36:11

mark一下

blavy 发表于 2018-3-14 23:10:57

qd118118 发表于 2018-3-14 19:09
图片上看是不能加热的

可以啊，继电器灯是亮的，在加热着的{:lol:}

qd118118 发表于 2018-3-15 20:03:49

blavy 发表于 2018-3-14 23:10
可以啊，继电器灯是亮的，在加热着的

负载只接了一根线

Azuresky 发表于 2018-3-15 20:40:17

楼主干得不错，鼓励一下开源！

blavy 发表于 2018-3-16 10:40:36

qd118118 发表于 2018-3-15 20:03
负载只接了一根线

我是直接把温度探头放在加热片上测温的

qd118118 发表于 2018-3-16 10:51:39

blavy 发表于 2018-3-16 10:40
我是直接把温度探头放在加热片上测温的

哈哈，看走眼了，把制冷片当加热片

blavy 发表于 2018-3-16 11:07:38

本帖最后由 blavy 于 2018-3-16 11:09 编辑

qd118118 发表于 2018-3-16 10:51
哈哈，看走眼了，把制冷片当加热片

{:lol:} 我没说清楚，因为懒得去找合适的加热器件，就用一个帕尔贴制冷片来做，用了散热的那一面做加热，

UCboy 发表于 2018-3-16 11:32:23

学习了{:smile:}{:smile:}

52HLX 发表于 2018-3-16 11:42:08

好东西，楼主能否把工程文件发一下，这样更方便。

marshallemon 发表于 2018-3-16 11:56:10

你这负载太轻了，你换个滞后强烈点的负载，你就知道PID的复杂了

chen849928055 发表于 2018-3-16 13:20:41

楼主这程序不错

我是谁712 发表于 2018-3-16 14:22:25

mark一下，以后备用

zhongsandaoren 发表于 2018-3-16 14:58:11

收藏，谢谢了，最近用到

lb0857 发表于 2018-3-16 15:02:53

楼主好样的{:handshake:}

blavy 发表于 2018-3-16 21:53:34

marshallemon 发表于 2018-3-16 11:56
你这负载太轻了，你换个滞后强烈点的负载，你就知道PID的复杂了

是的，现在的负载就参数已经不好定了

粤H广宁 发表于 2018-3-19 08:54:14

mark 一下！

csg0203 发表于 2018-3-19 09:21:46

这个要马克一下

lintel 发表于 2018-3-19 09:48:53

对于上程序我都会顶一下，以表示赞一个。PID

ddcour 发表于 2018-3-19 13:28:27

多谢分享

moneykong 发表于 2018-3-19 13:55:00

谢谢blavy的分享

pen245760036 发表于 2018-3-19 14:39:53

谢谢楼主先MARK下

nyszx 发表于 2018-3-20 10:17:46

我也要搞温控了，楼主资料很及时{:titter:}，PID应该是很复杂的，之前也看了网上的一些资料，讲PID感觉就是纯粹在讲名词解释"P、I、D"，也可能是我太愚钝。另外楼主的控制板貌似很漂亮，怎么不露个全脸{:lol:}

122402902 发表于 2018-3-20 10:22:30

学习一下 正好需要使用

soga238 发表于 2018-3-20 10:44:00

算法没这么简单吧{:shocked:}，公司就是卖温控的

whjforever 发表于 2018-3-20 12:57:36

挺有用的，感谢楼主分享。

387646983 发表于 2018-4-7 21:06:17

soga238 发表于 2018-3-20 10:44
算法没这么简单吧，公司就是卖温控的

这个算法是增量式，加上了积分分离，并且控制了占空比上限。一般卖温控的算法会更加完善，可能有的会有参数自整定。

huanxian 发表于 2018-4-7 21:17:03

ＰＩＤ入门　
做个记号，不错的，加油

387646983 发表于 2018-4-7 21:17:38

感谢楼主分享{:handshake:}

rclong 发表于 2018-4-7 21:21:55

我看做化工自动化的
说他们调一轮参数可能要几个月
好在我是做机电的多,调几百次也不用多久...

TonyCai 发表于 2018-4-7 21:43:46

做个记号，不错的PID入门资料

soga238 发表于 2018-4-7 23:23:03

387646983 发表于 2018-4-7 21:06
这个算法是增量式，加上了积分分离，并且控制了占空比上限。一般卖温控的算法会更加完善，可能有的会有参 ...

自整定必须有，功能多且复杂。

blavy 发表于 2018-4-7 23:29:15

soga238 发表于 2018-4-7 23:23
自整定必须有，功能多且复杂。

初学者，只是业余学习打发时间。
把自己的一些调试经历，发出来互相交流，也算是一种学习笔记。

deadline2012 发表于 2018-4-8 01:08:24

有没有温度曲线呢

ycwjl728 发表于 2018-4-8 07:41:54

Mark!学习一下！

pchf005 发表于 2018-4-8 10:41:59

标记下，说不定哪天要用到了

blavy 发表于 2018-4-8 11:25:22

deadline2012 发表于 2018-4-8 01:08
有没有温度曲线呢

有用匿名上位机做了曲线，后面不知道被我扔到哪去了

lnso 发表于 2018-4-8 11:35:40

楼主，稳定在0.5度范围内时间要经过多久？

adalim 发表于 2018-4-8 14:15:08

这个也可以用在煎烤器上,赞

EE_Duan 发表于 2018-4-8 14:48:30

需要注意最大最小时候的效果

yangzi8000 发表于 2018-5-14 17:26:24

mak...................................

xld826 发表于 2018-5-14 20:14:41

感觉不错的帖子啊

Chunfy 发表于 2018-5-15 17:46:38

好帖，参考，好帖，参考，好帖，参考，

lsy5110 发表于 2018-5-15 19:12:51

不错的帖子{:smile:}{:smile:}{:smile:}

yangzi8000 发表于 2018-5-16 02:13:58

本帖最后由 yangzi8000 于 2018-5-16 03:27 编辑

楼主怎么驱动固态继电器的？直接IO吗，还是加了功率管子？能截个原理图吗

((heatTime*10)<(UINT8)(pid.voltage*10))?(HEAT_CTL = ON_OP):(HEAT_CTL = OFF_OP);这句逻辑关系没看明白 ，这个是什么时候关闭继电器的

pcwinner 发表于 2018-5-16 08:05:05

PID一直想用，可惜一直没用上！

清新怡人 发表于 2018-7-7 09:01:23

谢谢分享，好东西。

1785345205 发表于 2018-7-7 11:46:47

感谢楼主分享

见入佳境 发表于 2018-8-30 16:40:41

PID算法。。。

cnxh 发表于 2020-4-9 09:09:24

加入pid参数自整定吧

lijianxing 发表于 2020-4-15 02:12:55

收藏这个源码，待以后学习

szxszx 发表于 2020-4-15 05:50:15

收藏学习

eliterxzgxu 发表于 2020-4-15 06:41:13

感谢楼主分享

八棱海棠 发表于 2020-4-16 16:19:42

不错收藏一波

rogerllg 发表于 2020-4-17 08:49:35

做个记号，不错，用得着~

xml2028 发表于 2020-4-17 12:53:44

做个记号，不错，用得着

zwhzwh_11 发表于 2023-8-22 08:01:26

mark一下。另外不知Matlab的pid tune能否帮忙整定？

查看完整版本: 总结一下我的PID温度控制 调试经验