Implementación detallada del algoritmo PID de control de temperatura (1)

De mi último artículo "Comparación y resumen de varios algoritmos de temperatura" podemos saber que el algoritmo PID segmentado no solo puede mejorar la velocidad de respuesta del sistema de control de temperatura, sino también mejorar la precisión del control de temperatura del sistema de control de temperatura. Ahora, tomando el algoritmo PID incremental como ejemplo, resumiremos sus pasos o procesos de implementación específicos, con la esperanza de proporcionar contenido valioso para los colegas que tienen dificultades con el algoritmo PID.

1. Establecimiento del modelo de control de temperatura

Se debe determinar si elige un sistema de control de temperatura con retardo de primer orden o un sistema de control de temperatura con retardo de segundo orden en función de su temperatura real. sistema de control;

2. Determinación de K, T y τ en el modelo de control de temperatura

Una vez determinado el modelo de control de temperatura, el siguiente paso es determinar los valores de K, T y τ. Existen varios métodos para determinar la equivalencia de K, T y τ en el modelo de control de temperatura:

1. Método de identificación del sistema

Establezca el intervalo de tiempo de recopilación de datos y el valor de. Forma de onda PWM Después de ajustar parámetros como el ciclo de trabajo, registre los datos de temperatura que cambian con el tiempo (nota: es un estado de bucle abierto, cuantos más datos de temperatura, mejor). Según los datos de la prueba, se utiliza la caja de herramientas de identificación del sistema Matlab para la identificación y se obtienen los valores de K, T y τ.

2. Método de cálculo de fórmula 1

Ingrese la onda PWM con un ciclo de trabajo fijo en el sistema de control de temperatura, recopile y registre los datos de temperatura en un intervalo de tiempo fijo (como 1 s). ), y luego use La fórmula de cálculo de dos puntos calcula los valores de K, T y τ.

k =(y(∞)-y(0))/(δu

t = 1,5 *(t(0,632)-t(0,28));

p>

τ = 1,5 * (?t(0,28) - t(0,632)/3).

Nota: (1) e y(0) son valores de temperatura ambiente , y y(∞) temperatura El valor de temperatura después de la estabilización.

(2), δy =? y(∞) - y(0).

(3), t(0.28) ¿está aumentando la temperatura ambiente a y(0) +0.28*? El valor temporal de δ y.

(4), t(0.632) es el valor de tiempo para que la temperatura ambiente aumente a y (0)+0.632 * δ y.

3. Método de cálculo de fórmula 2

El principio es el mismo que el método de cálculo de fórmula 1, excepto que los puntos de referencia seleccionados son diferentes. Los puntos de referencia seleccionados aquí son t(0,39) y t(0,632). La fórmula de cálculo de K es la misma que la del método de cálculo de fórmula 1. La siguiente es la fórmula de cálculo de T y τ:

t = 2 *(t(0.632)-t(0.28));

τ = 2* ?t(0.28) -? t(0.632).

Tercero, determinación de los parámetros P, I y D

1. Método de prueba de simulación de Matlab

Ingresando el modelo de control de temperatura, en Establezca un módulo de control PID en Matlab y luego simule la curva de control de temperatura para determinar los parámetros PID.

2. Método de cálculo de la fórmula

Según los datos de temperatura medidos anteriormente, utilice la fórmula Z-N o C-C para calcular los parámetros PID.

3. Método de depuración in situ

Depure los parámetros PID basándose en la experiencia del personal de depuración en la configuración de los parámetros PID y determine los valores de los parámetros PID mediante on-. Control de temperatura PID del sitio.

A través de la comparación de los tres métodos de ajuste de parámetros PID anteriores, por supuesto, existen otros métodos de ajuste de parámetros PID y es necesario verificar su viabilidad. Personalmente, creo que el mejor método de ajuste de parámetros PID es calcular los valores de los parámetros PID mediante fórmulas, luego verificar los parámetros PID establecidos en Matlab y finalmente ajustar los valores de los parámetros PID en función de la situación real de control de temperatura en sitio para finalmente determinar los valores de los parámetros PID.