| 日期 | 作者 | 版本 | 說明 |
|---|---|---|---|
| 2020.12.16 | Mr.Zheng | V1.1 | 基於PID控溫的第一次說明 |
前言
對許多工控系統來講，控溫精度越高，越能搶佔產品市場，那麼我們在設計邏輯的時候經常會用到的是PID控溫校準過程，下面我將完全從實戰經驗入手，詳細講解PID控溫的優點、PID控溫中各參數的作用、如何調節PID參數實例。一、PID是什麼？它有哪些優點
PID是比例-積分-微分控制器，易於設計，直到現在依然是業內應用最多最廣的控制器。編程實現PID調節不難，難點在於參數調節校準上。二、PID控溫中各參數的作用，如何調節
1.需要用到的參數說明
控溫使用了加熱和製冷機，下文分別叫做加熱器和壓縮機（半導體制冷片不常用，用壓縮機）；
加熱器（功率可控）五個參數：P，I，D，上閾值，下閾值；
壓縮機（功率不可控）兩個參數：上閾值，下閾值；
2.PID控溫曲線示意圖解
PID控溫曲線圖
第一段波段，加熱器打開，超過控溫上閾值時，加熱器關閉，若超過壓縮機上閾值，壓縮機啓動，溫度緩慢下降；
第二段波段，溫度下降到壓縮機下閾值時，壓縮機關閉，停止製冷，溫度降到控溫下閾值時，加熱器打開，溫度回升，接到第一波段升溫回調過程，週期往復控溫；
因爲有P,I,D的調節，控溫過程的波動會越來越小，慢慢達到一個控溫的穩態波動區，這個時候的理想情況就是上限不超過設定溫度+0.5，下限不低於設定溫度-0.5。
3.控溫七種參數優缺點與數值設置要求
| 參數 | 說明 | 缺點 | 要求 |
|---|---|---|---|
| 加熱器P | 比例係數，P越大，加速度越大，從零開始上升曲線越陡，加熱速度越快 | P太大容易加熱過沖超調形成m1那個上升波段：P太小上不去設定溫度，只會很接近 | P理論上應該小點，減弱過沖效應，但是不能太小，太小的話上升會非常緩慢，所以設置區間爲1-0.1，具體數值測試看什麼情況下過沖小且加熱速度不算慢 |
| 加熱器I | 積分參數，理論上無過沖情況下曲線會無限接近於設定溫度而不會超過此設定溫度，這時候積分參數就起作用了，他的作用：根據時間流逝不斷積累功率令其最終積累到突破設定溫度 | 太大的話，它會引起僞過沖，積累時間太短就超過了設定溫度：太小的話，積累過慢，PID控溫穩定耗時就太久了 | I實際情況最好賦值區間0.01到0.005 |
| 加熱器D | 微分控制器參數，影響曲線穩定過程的抖動特性 | 本次PID控溫暫不要求使用 | 寫零即可 |
| 加熱器上閾值 | 加熱器加熱過程，當溫度超上閾值時，關閉加熱器 | 沒有缺點，儘量調這個，在壓縮機沒啓動的時候就讓加熱器關閉 | 第一次可設成0.2，設小點早點關閉加熱器 |
| 加熱器下閾值 | 沒打開加熱器的時候，溫度下降到下閾值時，加熱器啓動開始加熱 | 沒有缺點，環境溫度低就把這個調小點，讓加熱器多工作 | 第一次可設成1，這個是讓加熱器啓動的閾值 |
| 壓縮機上閾值 | 升溫過程壓縮機沒開，升溫升到上閾值後，壓縮機打開，開始製冷 | 因爲壓縮機功率不能調，所以在正常情況下，儘量調加熱器，避免壓縮機的啓動！ | 第一次可設成0.4，設大點避免頻繁啓動壓縮機 |
| 壓縮機下閾值 | 壓縮機開啓着的時候，溫度下降，降到下閾值纔會關閉壓縮機 | 因爲壓縮機功率不能調，所以在正常情況下，儘量調加熱器，避免壓縮機的啓動！ | 第一次可設成0.4，設小點能讓壓縮機早點關閉防止溫度降得太快超調 |