基于SPCE061A的水溫監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2．2 溫度PID控制的實(shí)現(xiàn)
本方案利用位置式PID算法，將溫度傳感器采樣輸入作為當(dāng)前輸入，然后與設(shè)定值進(jìn)行相減得偏差，然后再對(duì)之進(jìn)行PID運(yùn)算產(chǎn)生輸出結(jié)果four，然后讓four控制定時(shí)器的時(shí)間進(jìn)而控制加熱器。IRQ2_TimerB提供溢出頻率為64 Hz的中斷信號(hào)，配合主程序的PID運(yùn)算結(jié)果four確定加熱時(shí)間，實(shí)現(xiàn)加熱器功率調(diào)節(jié)，該部分子程序流程圖如下圖6所示。

3 系統(tǒng)運(yùn)行性能測試
本系統(tǒng)的關(guān)鍵之處在于PID控制。對(duì)于PID系統(tǒng)來說，系統(tǒng)性能的好壞主要取決于PID控制的參數(shù)的設(shè)定。由PID控制原理知：比例(P)控制能迅速反應(yīng)誤差，減小穩(wěn)態(tài)誤差：比例作用的加大，會(huì)引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。積分(I)控制的作用，只要系統(tǒng)有偏差存在，積分作用不斷地積累，輸出控制量以消除誤差；積分作用太強(qiáng)會(huì)使系統(tǒng)超調(diào)加大，甚至使系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩。微分(D)控制可以減小超調(diào)量，克服振蕩，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高，同時(shí)加快系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，減小調(diào)整時(shí)間，從而改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。
本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的基本功能如下：
1)溫度的實(shí)時(shí)采集顯示：
2)對(duì)溫度的變化能夠做出及時(shí)的處理，能夠應(yīng)用PID調(diào)節(jié)；
3)通過UART實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)通信。并在上位機(jī)上顯示溫度的變化曲線。
在系統(tǒng)調(diào)試過程中，通過改變關(guān)鍵的PID系統(tǒng)參數(shù)Kp、Kd，觀察系統(tǒng)運(yùn)行性能的變化，以使系統(tǒng)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，以下是測試過程及測試結(jié)果。
1)Kp=1．5、Kd=1．0(溫升：20～40℃)對(duì)應(yīng)的曲線如圖7所示，由圖形可以看出來，由于過大，造成超調(diào)量過大。