完全抄袭，PID温控调试过程

feiyue · 发表于 2011-1-12 09:37:52

最近做一个类似电吹风的案子，需要对风温做闭环控制，开始使用模糊控制的方法，稳态只能做到+-5度；效果不理想，看了fsmcu在本站发表的帖子http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content_all.jsp?bbs_sn=936512后，照猫画虎，通过几次实验确定了PID参数，热风稳态温度误差控制在+-1度左右，效果不错滴，下面把整个过程发上来！

feiyue · 发表于 2011-1-12 09:45:51

电热丝250W/220VAC，可控硅控制AC导通半波个数，功率分成32级；风机是12VDC，350mA。

feiyue · 发表于 2011-1-12 09:58:55

按照fsmcu的方法，先用u(t) = kp * e(t)进行功率控制，通过几次实验确定出现临界振荡，得到振荡周期Pc及临界振荡比例因子kc，最后根据Ziegler_Nichols法计算出实际的Kp、Ki、Kd。
u代表功率，e代表每个时刻的温度偏差值（设定温度-实际温度）。

feiyue · 发表于 2011-1-12 10:08:29

由于电热丝的热惯性小，先使用较小的温度取样/控制周期Ts=0.5秒，kc比例因子选2.625，控制板上显示传感器检测的温度瞬时值以及可控硅的功率等级（1次/秒），用手机拍出并整理成图如下：

(原文件名:T0.5K2.625.png)
可以看出，振荡周期为10s以上，Z_N准则，检测周期应取1/10振荡周期比较合适，后面的Ts增大，继续一次实验。

feiyue · 发表于 2011-1-12 10:15:47

Ts=1s，Kc=3.0,实验结果如下：

(原文件名:T1K3.0.png)
可以看出Kc=3.0时，振荡比较充分，振荡周期Pc=12.5左右。

feiyue · 发表于 2011-1-12 10:21:08

Ts=1.25s，Kc=2.2:

(原文件名:T1.25K2.2.png)
振荡有所收敛，比例因子偏小。

plc_avr · 发表于 2011-1-12 10:24:25

不错，顶一下。

feiyue · 发表于 2011-1-12 10:26:15

Ts=1.25s，Kc=2.6:

(原文件名:T1.25K2.6.png)
这个差不多就是临界振荡了。

feiyue · 发表于 2011-1-12 10:46:09

最后确定Ts=1.25s，Kc=2.5；2.5=10/4，方便代码中使用整数乘法，用移位避免除法，并舍弃浮点数运算。

用Ziegler_Nichols法，计算出实际可用PID系数：
Kp=0.65*Kc=1.625
Ki=Kp*Ts/Ti=Kp*Ts/(0.5*Pc）=2*Kp*Ts/Pc=0.3125
Kd=Kp*Td/Ts=0.12*Kp*Pc/Ts=2.028；

位置式PID直接用公式：u(t) = kp * e(t) + ki * [e(1) + e(2) + ....+ e(t)] + kd * [e(t) - e(t-1)]；这个离散积分的公式[e(1) + e(2) + ....+ e(t)] 让人纠结；所以->

改用增量式PID：⊿u=u(k)-u(k-1)=Kp*[1+T/Ti+Td/T]*e(k)-Kp*[1+2*Td/T]*e(k-1)+Kp*[Td/T]*e(k-2)=A*e(k)+B*e(k-1)+C*e(k-2)
其中：
A=Kp*[1+T/Ti+Td/T]
B=-Kp*[1+2*Td/T]
C=Kp*[Td/T]
进一步
A=Kp*[1+2*T/Pc+0.12*Pc/T]=3.9655
B=-Kp*[1+0.12*Pc/T]=-5.681
C=Kp*[0.12/T]=2.028

程序改用功率增量公式u(t)=u(t-1)+⊿u；温度控制效果如下：

(原文件名:PID.png)

注：图例中的“加权”是相邻温度温度平均值曲线。稳态区温度控制在+-1度，偶尔会到+-2度。

feiyue · 发表于 2011-1-12 11:01:24

为加快温升/降速度，在温差过大的时候，直接用满/零功率加热，随后会带来一定的温度过冲，实际中可以调整PID温控的范围幅度，在温升速度和过冲幅度之间取一个均衡！
上图中设定+-12度PID范围，最大过冲大约6度

hzn1948 · 发表于 2011-1-12 11:01:36

学习

zhanghzhan · 发表于 2011-1-12 11:19:55

吗日寇

zx5111030 · 发表于 2011-1-12 12:02:35

关注，

hetao7241 · 发表于 2011-1-12 12:07:06

感谢楼主提供的资料！

110112110 · 发表于 2011-1-12 12:12:20

mark

hetao7241 · 发表于 2011-1-12 12:14:14

楼主是怎么将采集的数据做成图片的能否给个说明或给一些资料。谢谢！

zhangjinxing · 发表于 2011-1-12 12:23:18

mark

fangmcu · 发表于 2011-1-12 12:30:43

也正在搞这个,关注!!!

pengshipower · 发表于 2011-1-12 12:34:06

很实用啊

luck851 · 发表于 2011-1-12 12:35:22

mark

wenming · 发表于 2011-1-12 12:36:22

这个效果不错

hailin0716 · 发表于 2011-1-12 13:30:02

foolishMan · 发表于 2011-1-12 13:38:15

感谢

feiyue · 发表于 2011-1-12 13:50:20

回复【16楼】hetao7241
-----------------------------------------------------------------------

拍成视频，播放一定时间（我的是1s）/暂停，记下N个温度值，填入excel中，点击“图表向导”就可以了。

ndust · 发表于 2011-1-12 13:58:07

friendljy · 发表于 2011-1-12 16:56:06

mark回复【16楼】hetao7241
-----------------------------------------------------------------------

excel就行。

mark算法

psocfans · 发表于 2011-1-12 17:23:51

mark

amity · 发表于 2011-1-12 17:32:28

好东西，收藏

wangyj173 · 发表于 2011-1-12 17:46:35

mark

wpnx · 发表于 2011-1-12 18:22:43

mark

stely · 发表于 2011-1-12 18:52:19

PID算法 mark

Tomas_Yung · 发表于 2011-1-12 18:53:29

mark

kexiao · 发表于 2011-1-12 19:17:12

太清晰明了了，非常好。

yunqian09 · 发表于 2011-1-12 19:34:11

学习

kneken · 发表于 2011-1-12 19:38:27

mark

wzavr · 发表于 2011-2-1 15:47:22

回复【7楼】feiyue
ts=1.25s，kc=2.6:

(原文件名:t1.25k2.6.png)
引用图片
这个差不多就是临界振荡了。
-----------------------------------------------------------------------

最后公式中:
A=Kp*[1+2*T/Pc+0.12*Pc/T]=3.9655
B=-Kp*[1+0.12*Pc/T]=-5.681
C=Kp*[0.12/T]=2.028

T 是啥?

rafd · 发表于 2011-2-1 16:55:39

支持

XQGG · 发表于 2011-2-1 18:14:46

很好，谢谢

yoko · 发表于 2011-2-1 23:55:35

mark

smtgg · 发表于 2011-2-2 00:08:07

mark

ccmj4708 · 发表于 2011-2-2 11:19:17

不错

woshimajia222 · 发表于 2011-2-4 22:17:47

mark

diguomeng · 发表于 2011-2-8 13:42:36

不错 mark

feiyue · 发表于 2011-2-22 20:18:44

回复【36楼】wzavr
-----------------------------------------------------------------------

T就是那个测温/控制间隔周期。

jt6245 · 发表于 2011-2-22 21:27:26

谢谢

fanwt · 发表于 2011-2-22 21:39:14

mark

tangwei039 · 发表于 2011-2-22 22:49:10

mark

kugel · 发表于 2011-2-22 22:56:36

mark

gxy508 · 发表于 2011-2-23 14:47:00

mark

red_pig · 发表于 2011-2-26 15:33:18

mark

myhonour · 发表于 2011-2-28 10:47:28

mark

ithink987 · 发表于 2011-5-2 20:15:02

mark

CHENXIAOTIAN · 发表于 2011-5-2 20:46:01

mark 学习

Jigsaw · 发表于 2011-5-2 21:33:19

mark

我不歪楼

416446891 · 发表于 2011-5-2 21:36:31

MARK

rafd · 发表于 2011-5-2 22:01:33

支持

zprs · 发表于 2011-5-2 22:30:14

mark

tcejtps · 发表于 2011-5-2 22:37:11

这是我作为自动化学生见到的第一个PID应用，苍天阿。。大地阿。。

highnose · 发表于 2011-5-3 08:49:42

强贴

lcmdw · 发表于 2011-7-4 16:06:20

mark

zhangjinxing · 发表于 2011-7-4 17:04:10

mark

starchern · 发表于 2011-7-5 18:06:57

mark

l492063811 · 发表于 2011-7-18 17:31:31

mark

ece123 · 发表于 2011-7-18 17:40:03

PID温控

Sullivan · 发表于 2011-7-18 17:45:55

建议酷

at90s · 发表于 2011-7-18 17:48:09

mark

281257913 · 发表于 2011-7-30 23:11:17

mark

dhbighead · 发表于 2011-7-31 00:00:12

回复【16楼】hetao7241
楼主是怎么将采集的数据做成图片的能否给个说明或给一些资料。谢谢！
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可以看出是EXCLE

用MATLAB也可以吧

先用串口采集就行

281257913 · 发表于 2011-7-31 00:28:07

mark

BBQ1215 · 发表于 2011-7-31 11:28:57

MARK 最近准备调PID

52eda · 发表于 2011-7-31 12:52:09

mark

yl_ha · 发表于 2011-7-31 15:12:56

东西好呀
楼主把参考代码放点上来

shenhouweizb · 发表于 2011-8-1 19:49:11

回复积累

wjf0509 · 发表于 2011-8-2 08:46:40

学以致用，不错啊

shenhouweizb · 发表于 2011-8-5 10:30:45

不会真要拍成视频慢慢抄吧。。

xxlest · 发表于 2011-11-24 16:38:42

mark

Ammon · 发表于 2011-11-24 16:45:20

顶PID

fw190d9 · 发表于 2012-2-1 08:19:05

mark

wenjin0386 · 发表于 2012-2-1 09:17:45

感谢

wblqx · 发表于 2012-2-1 11:06:21

准备做个PID的烙铁

pcwinner · 发表于 2012-2-1 11:29:40

感觉这个可以COOL了！！

dahaicaoyuan · 发表于 2012-2-1 11:38:17

MARK

ljgvictory · 发表于 2012-2-1 12:26:55

mark

mavericklx · 发表于 2012-2-1 13:08:34

写的很详细顶一个！

726544893 · 发表于 2012-2-2 22:24:52

关注学习！

wtiechen1969 · 发表于 2012-3-5 21:14:43

顶PID控温

babysnail · 发表于 2012-3-5 22:41:50

实践帖

728196 · 发表于 2012-3-5 23:58:56

MARK!

zjn8888 · 发表于 2012-3-6 06:18:54

祝贺

我惯的女人 · 发表于 2013-1-18 11:02:22

顶一下。

jz701209李 · 发表于 2013-1-18 20:39:58

不错,学习一下

beyond870215 · 发表于 2013-1-18 20:56:10

mark算法

ssis909 · 发表于 2013-1-19 12:13:31

mark

haolei432370 · 发表于 2013-1-20 11:22:45

mark

喜羊羊 · 发表于 2013-2-4 15:49:29

挺好，，经典，，，

John_123 · 发表于 2013-2-20 19:42:00

NICE GOING

stmmcu · 发表于 2013-2-23 07:19:30

分析的很头透彻

fjourdev · 发表于 2013-2-23 08:05:06

做个记号！以后研究！

gxy1991 · 发表于 2013-2-23 10:03:43

好，正好有用啊

w492901074 · 发表于 2013-3-6 19:56:55

羡慕楼主，我的水温控制系统振荡都要200多秒，苦逼的系统，精度还要到0.1，只做到0.5

完全抄袭，PID温控调试过程

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