温度的PID控制及程序示例文档格式.doc
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加入微分调节将有助于减小超调量，克服震荡，使系统趋于稳定。
他加快了系统的动作速度，减小调整的时间，从而改善了系统的动态性能。
三．PID算法：
由时域的公式离散化后可得如下公式：
y（k）=y（k-1）+（Kp+Ki+Kd）*e（k）-（Kp+2*Kd）*e（k-1）+Kd*e（k-2）
y（k）为当前输出的控制信号（需要转化为PWM形式）
y（k-1）为前一次输出的控制信号
e（k）为当前的温差（设定值与检测值的插值）
e（k-1）为一次前的温差
e（k-2）为二次前的温差
Kp为比例系数
Ki=Kp*T/TiT为采样周期
Kd=Kp*Td/T
四．PID参数整定（确定Kp,Ts,Ti,Td）：
温度控制适合衰减曲线法，需要根据多次采样的数据画出响应曲线。
所以需要通过串口将采样时间t,输出y（t）记录下来，方便分析。
1）、不加入算法，系统全速加热，从常温加热到较高的温度的时间为Tk,则采样时间一般设为T=Tk/10。
2）、置调节器积分时间TI=∞，微分时间TD=0，即只加比例算法：
y（k）=y（k-1）+Kp*e（k）
比例带δ置于较大的值。
将系统投入运行。
（δ=1/Kp）
3）、待系统工作稳定后，对设定值作阶跃扰动，然后观察系统的响应。
若响应振荡衰减太快，就减小比例带；
反之，则增大比例带。
如此反复，直到出现如图所示的衰减比为4：
1的振荡过程时，记录此时的δ值（设为δS），以及TS的值（如图中所示）。
当采用衰减比为10：
1振荡过程时，应用上升时间Tr替代振荡周期TS计算。
系统衰减振荡曲线
图中，TS为衰减振荡周期，Tr为响应上升时间。
据表中所给的经验公式计算δ、TI及TD的参数。
表衰减曲线法整定计算公式
衰减率ψ
整定参数
调节规律
δ（1/Kp）
TI
TD
0.75
P
δS
PI
1.2δS
0.5TS
PID
0.8δS
0.3TS
0.1TS
0.9
2Tr
1.2Tr
0.4Tr
大致计算出Kp,Ti,Td后代入公式，然后完善算法。
让系统运作多测试几次。
直到满意为止。
以下是网上找的一个示例程序
#include<
reg51.h>
intrins.h>
#defineN040536
#definenop（）_nop_（）
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
/*程序中变量数组定义*/
ucharidatatable[]={"
Real-timeTemp:
"
};
//第一行显示"
ucharidatatable1[5];
uchardata1,kp,ki,kd;
uintt,hightime,count;
//占空比调节参数
uintrltemp,settemp=350;
inte1,e2,e3,duk,uk;
/*引脚定义*/
sbitEOC=P2^6;
sbitOE=P2^5;
sbitSTART=P2^7;
sbitlcden=P3^2;
sbitlcdrw=P3^1;
sbitlcdrs=P3^0;
sbitpwm=P3^3;
/******************************
延时子程序
*******************************/
voiddelay（uintz）
{
uintx,y;
for（x=z;
x>
0;
x--）
for（y=29;
y>
y--）;
}
LCD忙检测
bitlcd_busy（）
{
bitresult;
lcdrw=1;
lcdrs=0;
lcden=1;
nop（）;
nop（）;
result=（bit）（P0&
0x80）;
lcden=0;
return（result）;
LCD写命令子程序
voidwrite_com（ucharcom）
while（lcd_busy（））;
//忙等待
lcdrw=0;
P1=com;
delay（5）;
LCD写数据子程序
voidwrite_data（uchardate）
//忙等待
lcdrs=1;
P1=date;
LCD初始化
voidlcd_init（）
write_com（0x38）;
write_com（0x0f）;
write_com（0x06）;
write_com（0x01）;
write_com（0x80）;
}
定时器初始化
voidtime_init（）
EA=1;
ET0=1;
ET1=1;
TR0=1;
TR1=1;
TMOD=0x11;
TH0=N0/256;
TL0=N0%256;
TH1=0X3C;
TL1=0XB0;
PID算法系数装载
voidPid_init（）
hightime=0;
//输出的占空比
e1=0;
//本次的温度差
e2=0;
//前一次的温度差
e3=0;
//两次前的温度差
kp=10;
//需要根据试验确定参数
ki=5;
//需要根据试验确定参数
kd=5;
//需要根据试验确定参数
温度比较PID算法
voidpid_ys（）
if（rltemp<
settemp） // 如果实际温度小于设定温度值
{
if（settemp-rltemp>
20）//如果相差20度（根据实际情况确定是多少）
{
hightime=100;
//全速加热
}
else //否则运行PID算法进行平滑加热
{
e1=settemp-rltemp;
duk=（kp*（e1-e2）+ki*e1+kd*（e1-e2*2+e3））/10;
//式
（1）因为Kp是10，输入放大了10倍，所以duk的输出结果需要除以10
uk=uk+duk;
/*****************************
式
（1）与上面提到的公式类似y（k）=y（k-1）+（Kp+Ki+Kd）*e（k）-（Kp+2*Kd）*e（k-1）+Kd*e（k-2）可以写成y（k）-y（k-1）=（kp*（e（k）-e（k））+ki*e（k）+kd*（e（k）-e（k-1）*2+e（k-2））式
（1）中duk相当于y（k）-（k-1）
*****************************/
if（uk>
100）
uk=100;
//设置饱和控制，
elseif（uk<
-100）
uk=-100;
if（uk<
0）
{
hightime=-uk;
}
else
hightime=uk;
e3=e2;
e2=e1;
}
if（rltemp>
=settemp） // 如果实际温度大于设定值
if（rltemp-settemp>
0）//只要实际温度与设定值不相等
hightime=0;
//停止加热
else /
e1=rltemp-settemp;
duk=（kp*（e1-e2）+ki*e1+kd*（e1-e2*2+e3））;
uk=10
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