PID温度控制算法演示幻灯片.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,温度控制算法的软件实现,1,问题？,1.,怎样评价温度控制系统控制效果的优劣？,2.,什么是,PID,控制算法？什么是数字式,PID,控制算法,?,3.,什么是积分饱和现象？怎样避免积分饱和现象,?,4.,怎样用,C,语言编写,PID,控制程序？,5.,怎样在,PSOC,上实现,PID,控制温度？,6.,怎样测试,PID,控制器是否正常工作？,2,问题一：,怎样评价温度控制系统控制效果的优劣？,能够快速稳定准确的实现控制,能够将温度偏差值控制在一个较小的范围内,具有较强抵抗干扰的能力,控制超调量不能过大,3,问题二：,什么是,PID,控制算法？什么是数字,式,PID,控制算法,?,PID,控制算法：,PID,控制器是一种线性控制器，它将给定值与实际输出值的偏差 的比例、积分和微分进行线性组合，形成控制量 输出，如图下图所示。,PID,控制器方框图,4,问题二：,什么是,PID,控制算法？什么是数字式,PID,控,制算法,?,模拟控制算法：用于模拟控制系统,被测参数由传感器变化成统一的标准信号后输入调节器，在调节器中与给定值进行比较，再把比较后的差值经运算后送到执行机构，改变进给量，以达到自动调节的目的。,数字,控制算法：用于数字控制系统,先把过程参数进行采样，并通过模拟量输入通道将模拟量变成数字量，这些数字量通过计算机按一定控制算法进行运算处理，运算结果经转换成模拟量后，由模拟量输出通道输出，并通过执行机构去控制生产，以此达到给定值。,5,问题三：,什么是积分饱和现象？怎样避免积分饱和,现象,?,在实际的控制系统中，控制量实际输出值往往受到执行机构性能的限制，而被限制在一定的范围内，即,，其变化也局限在一定的范围，即。,如果控制量在上述范围内，那么控制可以达到预期效果；一旦超出上述范围，则实际执行机构的控制量就不再是计算值。这相当于在系统中串联了一个饱和非线性环节，因此，将引起不期望的效应，即,饱和效应,。,6,问题三：,什么是积分饱和现象？怎样避免积分饱和,现象,?,防止调节器积分饱和的措施,一：,积分分离法,积分分离的基本思路是：当被调,量与设定值,偏差较大,时，取消积分作,用，以免由于积分作用使系统稳定性,降低，超调量增大；当被控量接近给,定值时，引入积分控制，以便,消除静,差，提高控制精度。,7,问题三：,什么是积分饱和现象？怎样避免积分饱和,现象？,防止调节器积分饱和的措施,二：,遇限削弱积分控制算法,当控制进入饱和区以后，便不再进行积分项的累加，而只执行削弱积分的运算。因而，在计算,（）,时，先判断,（）,是否已超出限制值。若,（）,，则只累加负偏差；若,（）,，则累加正偏差。采用遇限削弱积分控制算法后，,可以避免控制量长时间停留在饱和区,。,8,问题三：,什么是积分饱和现象？怎样避免积分饱和,现象,防止调节器积分饱和的措施,三：,有效偏差法,当根据位置算法算出的控制量超出限制范围时，控制量实际上只能取,边界值,，即或，有效偏差法是将相应的这一控制量的偏差值作为,有效偏差值计入积分累计而不是将实际偏差计入积分累计,。因为按实际偏差值计算出的控制量并未实行。,9,问题四：,怎样用,C,语言编写,PID,控制程序？,通过采样将模拟信号转变为数字信号，并与目标设置值进行比较分析。同时将二者的偏差通过算法输出，进行反馈调节。整个过程不断循环，从而使得控制的对象保持一个较为恒定的值。,从而将模拟量转变为计算机可以操作的数字信号，则可采用,C,语言控制整个循环过程。,10,问题四：,怎样用,C,语言编写,PID,控制程序？,11,问题四：,怎样用,C,语言编写,PID,控制程序？,12,问题五：,怎样在,PSOC,上实现,PID,控制温度？,在中断程序中定义的临时变量：,float,de,y0;,static float,Ie=0,de1=0;,static uint8,PID_Count=0;,在主程序外定义的常变量：,#define,Kp12.19/PID,控制参数,#define,Ki0.3,#define,Kd 109.7,#define,Integral_Boundary 11.0/,有限积分边界,uint8,PWM_Output;,13,问题五：,怎样在,PSOC,上实现,PID,控制温度？,PID_Count+;,if,(PID_Count100),PID_Count=0;,de=Target_Temp-Current_Temp;,/,求温度误差,e,if,(de-Integral_Boundary),/,如果处于有限积分边界之内,Ie=Ie+Ki*de;,/,求误差的积分,else,Ie=0;,/,在边界外时积分清零,y0=Kp*de+Ie+Kd*(de-de1)+128;,/,求输出,if,(y0255)y0=255;,if,(y099),/,记录数据的数量,RecorderPt=0;,RecC=0;,18,问题六：,怎样测试,PID,控制器是否正常工作,19,谢谢！,20,