基于SPCE061A的水溫監控系統設計

2．2 溫度PID控制的實(shí)現
本方案利用位置式PID算法，將溫度傳感器采樣輸入作為當前輸入，然后與設定值進(jìn)行相減得偏差，然后再對之進(jìn)行PID運算產(chǎn)生輸出結果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，配合主程序的PID運算結果four確定加熱時(shí)間，實(shí)現加熱器功率調節，該部分子程序流程圖如下圖6所示。

3 系統運行性能測試
本系統的關(guān)鍵之處在于PID控制。對于PID系統來(lái)說(shuō)，系統性能的好壞主要取決于PID控制的參數的設定。由PID控制原理知：比例(P)控制能迅速反應誤差，減小穩態(tài)誤差：比例作用的加大，會(huì )引起系統的不穩定。積分(I)控制的作用，只要系統有偏差存在，積分作用不斷地積累，輸出控制量以消除誤差；積分作用太強會(huì )使系統超調加大，甚至使系統出現振蕩。微分(D)控制可以減小超調量，克服振蕩，使系統的穩定性提高，同時(shí)加快系統的動(dòng)態(tài)響應速度，減小調整時(shí)間，從而改善系統的動(dòng)態(tài)性能。
本系統能夠實(shí)現的基本功能如下：
1)溫度的實(shí)時(shí)采集顯示：
2)對溫度的變化能夠做出及時(shí)的處理，能夠應用PID調節；
3)通過(guò)UART實(shí)現上下位機通信。并在上位機上顯示溫度的變化曲線(xiàn)。
在系統調試過(guò)程中，通過(guò)改變關(guān)鍵的PID系統參數Kp、Kd，觀(guān)察系統運行性能的變化，以使系統處于最佳運行狀態(tài)，以下是測試過(guò)程及測試結果。
1)Kp=1．5、Kd=1．0(溫升：20～40℃)對應的曲線(xiàn)如圖7所示，由圖形可以看出來(lái)，由于過(guò)大，造成超調量過(guò)大。