¿Alguien ha realizado el control de temperatura PID?

Busqué en muchos foros el proceso de ajuste y los métodos de los parámetros del sistema de control de temperatura. Todos solo mencionaron el prototipo matemático PID y rara vez vieron el proceso experimental y el proceso de ajuste y los métodos de los parámetros KP, KI y KD. No tengo nada que hacer estos dos días. Hagamos un experimento de control de temperatura y escribamos algunos procedimientos experimentales. También estoy en la etapa exploratoria. Espero que todos hablen con entusiasmo. Haga buenas sugerencias y luego realizaré experimentos y organizaré los datos experimentales.

Hardware:

1. Un cable calefactor eléctrico de 200 W, controlado por un tiristor, calienta un bloque de hierro, usa un termopar tipo K para recolectar la temperatura y usa MAX6675 para convertir la temperatura a 0. La precisión es de 25 grados, el periférico es muy simple y es fácil de conectar a la CPU. Utilice la comunicación SPI para leer el valor de temperatura actual.

2. El circuito de detección de cruce por cero utiliza la forma de onda obtenida después de la rectificación de onda completa de la señal de CA para controlar el tubo NPN. Después de dar forma a la señal, se conecta al pin de interrupción externo de la CPU para proporcionar un tiempo de referencia para el sistema. entonces la frecuencia de interrupción de la CPU es 100 HZ.

Objetivo experimental:

La temperatura se puede mantener constante en cualquier temperatura establecida de 100 grados a 200 grados, y la precisión primero debe ser de +/-1 grado.

Método de implementación de control básico:

Debido a que controla la temperatura de la plancha calentada y es un sistema de efecto de histéresis, el período de muestreo se establece en 5 segundos (aquí se refiere al PID cálculo) ciclo, preste atención a mi muestreo de temperatura), por lo que el número de interrupciones externas de la CPU es 500 veces, y la salida del resultado del cálculo PID correspondiente es 0 ~ 500, lo que significa que estos 5 segundos se dividen en 500 partes iguales, Y según el resultado del cálculo, estos 5 segundos deben calentarse en cuántas partes iguales.

Software:

Usando el método de control PID, primero uso el método de salida de posición, el prototipo de la fórmula es: u(t)= KP * e(t)+ki * [e(1 )+e(2)+...+e (t)]+KD * [e (t)-e (t-6544) Considerando que la temperatura experimental es demasiado alta, lo que provocará que el tiempo del experimento Para ser demasiado largo, primero controlo la temperatura objetivo. La establezco en 110 grados y luego veré qué tan precisas son las otras temperaturas. Para aumentar la velocidad de calentamiento, iniciaré el control de temperatura PID con 20 grados de anticipación.

El siguiente es el proceso y los datos de ajuste de parámetros:

Consulte algunos métodos en Internet, primero determine Kp, es decir, Ki y Kd = 0, y solo obtenga un controle el objetivo más cerca del objetivo de control mediante el ajuste proporcional de los parámetros de oscilación estables y luego calcule Ti y Td en función de este Kp y el período de oscilación.

Desde el punto de vista de los datos, el período de oscilación es básicamente de 48 a 43 puntos, cada punto dura 5 segundos, por lo que el período de oscilación es de 225 segundos.

A continuación, calcule la tabla en función de los siguientes parámetros típicos:

Parámetros de Ziegler-Nichols

Controlador kptititd

P 0,50*Kc / /

PD 0,65*Kc / 0,12*Pc

PI 0,45*Kc 0,85*Pc /

PID 0,65*Kc 0,5*Pc 0,12*Pc

Primero haré el experimento PD:

De acuerdo con la ganancia crítica KC=9,2, el período de oscilación Pc=225 segundos, Kp=5,98, Td=27 segundos, la fórmula Kd =Kp *Td/T=5,98*27/5=32,392.

Esperando con ansias los resultados experimentales. . .

Según el análisis de los datos de la imagen, la temperatura estable final es: 109 grados, con una fluctuación de 0,5 grados, y mi temperatura objetivo es 110, lo que significa que aquí se introduce un error de estabilidad de 2 grados.

Se necesita un regulador integral para eliminar este error de estado estacionario.

Calcular Ti=112,5 segundos, según la fórmula: ki = KP * t/Ti = 5,98 * 5/112,5 = 0,265.