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標題: 我在做基于增量式PID控制算法的恒溫控制系統,請問PID算法的輸出值怎么用? [打印本頁]

作者: 吳鉤霜雪 時間: 2022-5-15 10:03
標題: 我在做基于增量式PID控制算法的恒溫控制系統,請問PID算法的輸出值怎么用?
我在做基于增量式PID控制算法的恒溫控制系統，請問PID算法的輸出值怎么用？用在什么地方？維持溫度恒定的相關代碼怎么編寫？

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作者: 吳鉤霜雪 時間: 2022-5-15 20:31
希望提供參考代碼

作者: yzwzfyz 時間: 2022-5-16 11:17
開關量控制的加熱器，用PID控制不是太好的，建議改成可控硅之類的連續量控制電路。

你先不要考濾PID，就設計的這個加熱模式，如何給出控制信號。
0加熱，1 停止。
加多久？停止多久？就是你要得到的達案。
分得細，繼電器不停也開、關，時間不長，觸點就完完了。
分得粗，控制精度就差。
人所不及，寫個程序，美其名曰【PID】，又能何如。

作者: wufa1986 時間: 2022-5-16 11:41
繼電器沒必要PID，相反要設置一個區間，防止頻繁動作

作者: 吳鉤霜雪 時間: 2022-5-16 15:03

yzwzfyz 發表于 2022-5-16 11:17
開關量控制的加熱器，用PID控制不是太好的，建議改成可控硅之類的連續量控制電路。

你先不要考濾PID，就 ...

多謝前輩指點。
我明明是電子信息工程專業的，不學電力電子技術、繼電器等強電和自動控制原理，那位指導非要定這個設計高低溫測試箱的課題，前幾天給他看了我寫的文檔他居然沒給我指出來，這學期一句指導都不給，問他也是回答的含含糊糊。
我在網上看到繼電器和可控硅兩種驅動電路，覺得繼電器更好理解，就直接拿來用了，沒想到......。
我現在該怎么辦？

作者: 吳鉤霜雪 時間: 2022-5-16 17:13

yzwzfyz 發表于 2022-5-16 11:17
開關量控制的加熱器，用PID控制不是太好的，建議改成可控硅之類的連續量控制電路。

你先不要考濾PID，就 ...

任務書上說要設計溫度控制算法，所以我必須得用到控制算法。我是參考人家的文檔(基于PID的恒溫控制系統)做的，他是用的可控硅驅動加熱器和制冷器的電路。我現在一定要改成他那樣的可控硅電路嗎？

作者: yzwzfyz 時間: 2022-5-17 09:57
可控硅電路有個好處就是導通角決定電壓，也即決定加熱的能量大小。
所以，控制導通角（時間）就控制了溫度。
控制思想：
給出一個控制角TR，采回溫度值，與目標值進行比較得到差值DT：
相同：保持TR。
小了：減小觸發角，即增大電壓。
大了：增小觸發角，即增大電壓。
你可以用PID，完成這個控制思想。

作者: lkc8210 時間: 2022-5-17 10:39

吳鉤霜雪發表于 2022-5-16 17:13
任務書上說要設計溫度控制算法，所以我必須得用到控制算法。我是參考人家的文檔(基于PID的恒溫控制系統) ...

可以改用固態繼電器(帶過零)，使用方法差不多，但可以高速通斷
PID的輸出可以當作是一個通斷時間百分比，如在10ms的周期內通電多久

作者: 吳鉤霜雪 時間: 2022-5-17 14:15

lkc8210 發表于 2022-5-17 10:39
可以改用固態繼電器(帶過零)，使用方法差不多，但可以高速通斷
PID的輸出可以當作是一個通斷時間百分比 ...

我那個圖上是普通繼電器嗎？

作者: Hephaestus 時間: 2022-5-17 15:00

Microcontroller Based Temperature Monitoring & Control, Elsevier (2002).pdf (7.42 MB, 下載次數: 54)
看此書9.3~9.7章，9.6可以跳過不看。如果還有什么問題，到論壇上問我。

另外，鄙視下某些只會可控硅調角的小白，這種方式干擾很強，能不用就要盡量避免使用。加熱系統熱慣性很大，如果要用可控硅，可以過零調功，避免電流突變產生的電磁干擾。

作者: 吳鉤霜雪 時間: 2022-5-17 15:07

Hephaestus 發表于 2022-5-17 15:00
看此書9.3~9.7章，9.6可以跳過不看。如果還有什么問題，到論壇上問我。

另外，鄙視下某些只會可控硅調 ...

對于我這次設計，選繼電器好還是可控硅好？

作者: lkc8210 時間: 2022-5-17 15:23

吳鉤霜雪發表于 2022-5-17 14:15
我那個圖上是普通繼電器嗎？

對～
普通繼電器有線圈
固態繼電器是內部集成了可控硅

作者: Hephaestus 時間: 2022-5-17 15:34

吳鉤霜雪發表于 2022-5-17 15:07
對于我這次

你又不是做產品，意思一下就行了，什么都好。

作者: 吳鉤霜雪 時間: 2022-5-17 16:00

Hephaestus 發表于 2022-5-17 15:34
你又不是做產品，意思一下就行了，什么都好。

照您的意思是說，我就不選用可控硅電路了？
我現在還是用那個普通繼電器好，還是用固態繼電器好？如果用固態繼電器，在Proteus里如何找到它呢？

作者: Hephaestus 時間: 2022-5-17 16:22

吳鉤霜雪發表于 2022-5-17 16:00
照您的意思是說，我就不選用可控硅電路了？
我現在還是用那個普通繼電器好，還是用固態繼電器好？如果用 ...

你要做成實物，固態繼電器壽命長的優點才有意義。如果只是仿真，就用普通繼電器好了，跟固態的一模一樣完全沒有任何區別。

作者: 吳鉤霜雪 時間: 2022-5-17 18:42

Hephaestus 發表于 2022-5-17 15:00
看此書9.3~9.7章，9.6可以跳過不看。如果還有什么問題，到論壇上問我。

另外，鄙視下某些只會可控硅調 ...

我用增量式PID控制算法實現溫度控制，大概怎么編寫程序？算法的輸出值又該怎么用？它是一個時間值嗎？為什么？

作者: Hephaestus 時間: 2022-5-17 19:03

吳鉤霜雪發表于 2022-5-17 18:42
我用增量式PID控制算法實現溫度控制，大概怎么編寫程序？算法的輸出值又該怎么用？它是一個時間值嗎？為 ...

§9.7就是怎么編寫程序，你連書看都不看？

作者: xuyaqi 時間: 2022-5-17 19:40
根據你畫的圖，用18b20測溫，溫度低于給定溫度用加熱器加熱，高于給定溫度用制冷片降溫，這個系統用脈寬調制（PWM）執行比較好，增量式PID控制算法的輸出值應該是在一個周期（比如1秒）中打開加熱器或制冷器時間的增量。

作者: 吳鉤霜雪 時間: 2022-5-17 21:09

xuyaqi 發表于 2022-5-17 19:40
根據你畫的圖，用18b20測溫，溫度低于給定溫度用加熱器加熱，高于給定溫度用制冷片降溫，這個系統用脈寬調 ...

增量式PID控制算公式里的偏差單位是攝氏度，各系數中包含時間單位，為什么算法公式最終計算出的值是跟時間或者周期有關？

51hei圖片20220517210434.png (3.26 KB, 下載次數: 37)

增量式PID控制算法

作者: yaoyao2022 時間: 2022-5-17 21:40
可以參考論壇的開源焊臺代碼

作者: Hephaestus 時間: 2022-5-17 22:48

吳鉤霜雪發表于 2022-5-17 21:09
增量式PID控制算公式里的偏差單位是攝氏度，各系數中包含時間單位，為什么算法公式最終計算出的值是跟時 ...

既然你已經知道Ki、Kd這兩個參數里面包含時間單位，那么為什么要問“為什么算法公式最終計算出的值是跟時間或者周期有關？”這個問題？？？

作者: lkc8210 時間: 2022-5-18 10:14

吳鉤霜雪發表于 2022-5-17 21:09
增量式PID控制算公式里的偏差單位是攝氏度，各系數中包含時間單位，為什么算法公式最終計算出的值是跟時 ...

因為計算出來的值是與控制方式相關的
如果你控制的是電壓型器件，計算出來的值就是電壓(如0~10V)
如果你控制的是電流型器件，計算出來的值就是電流(如4~20mA)
如果你控制的是功率型器件，計算出來的值就是功率
你現在要控制的是繼電器，只有開和關
但PID輸出的是模擬量
想要把模擬量轉為開關量的簡單方法就是PWM
所以你算出來的就是時間相關的

作者: lkc8210 時間: 2022-5-18 10:26
而且想要系統穩定，這開關時間一定要短
所以在實操中會選固態繼電器(普通繼電器在高頻開關時觸點會很快損壞)
但你現在是仿真，繼電器不存在損耗，而且proteus也沒有固態繼電器模型
如果你是交仿真作業的話，建議在繼電器上示意這是固態繼電器
如果你是交實物作業的話，一定要固態繼電器，否則很大機會不及格

作者: 吳鉤霜雪 時間: 2022-5-18 18:56

lkc8210 發表于 2022-5-18 10:26
而且想要系統穩定，這開關時間一定要短
所以在實操中會選固態繼電器(普通繼電器在高頻開關時觸點會很快損 ...

多謝前輩指點。我只做仿真。

作者: Hephaestus 時間: 2022-5-18 21:07

lkc8210 發表于 2022-5-17 10:39
可以改用固態繼電器(帶過零)，使用方法差不多，但可以高速通斷
PID的輸出可以當作是一個通斷時間百分比 ...

你的回答都自相矛盾，帶過零的固態繼電器根本控制不了10ms的周期內通電多久，只能控制有多少個10ms導通，有多少個10ms關斷。

作者: lkc8210 時間: 2022-5-19 00:07

Hephaestus 發表于 2022-5-18 21:07
你的回答都自相矛盾，帶過零的固態繼電器根本控制不了10ms的周期內通電多久，只能控制有多少個10ms導通， ...

你說的得對，大意了，上班摸沒想清楚就回了
因為是加熱冷卻系統，慣性很大
帶過零的固態繼電器可以控制1秒內通過多少個半波(0~100)來達到PID控制

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