温度pid控制实验报告

成 绩：

重庆邮电大学

自动化学院综合实验报告

题 目：51系列单片机闭环温度控制实验

学生姓名：霍栋博 班 级：0811103 学 号：2011212876 同组人员：黄酉 指导教师：雷璐宁 完成时间：2014年12月

一、实验要求及分工情况 51系列单片机闭环温度控制实验

——基于Protuse仿真实验平台实现

要求：

1. 设计硬件电路：

温度检测：采用热电偶或热电阻

温度给定：采用电位器进行模拟电压给定，0——5V AD转采用12位转换

显示采用8位LED，或者LCD1602显示 键盘4X4，PID等

PID温度控制实验

PID( Proportional Integral Derivative)控制是最早发展起来的控制策略之一，它根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量对系统进行控制。当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于工业过程控制。

PID调节控制是一个传统控制方法，它适用于温度、压力、流量、液位等几乎所有现场，不同的现场，仅仅是PID参数应设置不同，只要参数设置得当均可以达到很好的效果。本实验以PID温度控制为例，通过此实验可以加深对检测技术、自动控制技术、过程控制等专业知识的理解。

一、实验目的 1、了解PID控温原理

2、掌握正校实验的方法，并用正交实验法来确定最佳P、I、D参数 3、会求根据温度变化曲线求出相应的超调量、稳态误差和调节时间的方法 二、仪器与用具

加热装置、加热控制模块、单片机控制及显示模块、配套软件、电脑。 三、实验原理

1、数字PID 控制原理

数字PID算法是用差分方程近似实现的, 用微分方程表示的PID调节规律的理想算式为:

1de(t)u(t)?KP[e(t)??e(t)dt?TD]

渤海大学

毕业设计（论文）

PID温度控制

摘要

模糊PID的温度控制系统具有真正的智能化和灵活性，越来越多的温度控制系统都基于模糊PID算法而设计。随着控制对象变得复杂，应用常规PID温度控制精度和鲁棒性降低。当控制对象很复杂的情况下，常规PID温度控制器已经不再适用了，为了提高对复杂系统的控制性能，要使用模糊PID温度控制器。一种将PID控制与模糊控制的简便性、灵活性、以及鲁棒性融为一体，构造了一个模糊PID温度控制器。

本文设计了一种基于模糊PID的温度控制系统，以AT89C51单片机为核心，主要做了如下几方面的工作：首先介绍了模糊PID控制理论基础，其次进行系统的硬件设计以及硬件选择，最后进行系统的软件设计以及仿真。 关键词：模糊PID；AT89C51单片机；温度控制；仿真

Abstract

Fuzzy PID temperature control system with real intelligence and flexibility, more and more temperature control systems are designed based on fuzzy PID algorithm.With the cont

ID 温度控制的实现

PID 温度控制的实现

PID 简介

PID（Proportional Integral Derivative）控制是控制工程中技术成熟、应用广泛的一种控制策略，经过长期的工程实践，已形成了一套完整的控制方法和典型的结构。它不仅适用于数学模型已知的控制系统中，而且对于大多数数学模型难以确定的工业过程也可应用，在众多工业过程控制中取得了满意的应用效果。

PID 工作基理：由于来自外界的各种扰动不断产生，要想达到现场控制对象值保持恒定的目的，控制作用就必须不断的进行。若扰动出现使得现场控制对象值(以下简称被控参数)发生变化，现场检测元件就会将这种变化采集后经变送器送至PID 控制器的输入端，并与其给定值(以下简称SP 值)进行比较得到偏差值(以下简称e 值)，调节器按此偏差并以我们预先设定的整定参数控制规律发出控制信号，去改变调节器的开度，使调节器的开度增加或减少，从而使现场控制对象值发生改变，并趋向于给定值(SP 值)，以达到控制目的 ，如图 1 所示，其实PID 的实质就是对偏差（e 值）进行比例、积分、微分运算，根据运算结果控制执行部件的过程。

图1 模拟PID 控制系统原理图

PID 控制器的控制规律可以描述为：

(1)

比例（P）

工程训练——双容水箱PID控制

目 录

摘 要--------------------------------------------------------------- 2

一．PID控制原理、优越性，对系统性能的改善 -------------------------- 4

二．被控对象的分析与建模-------------------------------------------- 6

三．PID参数整定方法概述 -------------------------------------------- 8

3.1 PID控制器中比例、积分和微分项对系统性能影响分析 ------------ 8

3.1.1 比例作用----------------------------------------------- 8 3.1.2 积分作用----------------------------------------------- 9 3.1.3 微分作用----------------------------------------------- 9 3.2 PID参数的整定方法------------------------

目 录

摘 要--------------------------------------------------------------- 2

第一章．PID控制原理、优越性，对系统性能的改善 ---------------------- 3

第二章．被控对象的分析与建模---------------------------------------- 5

第三章．PID参数整定方法概述 ---------------------------------------- 7

3.1 PID控制器中比例、积分和微分项对系统性能影响分析 ------------ 7

3.1.1 比例作用----------------------------------------------- 7 3.1.2 积分作用----------------------------------------------- 8 3.1.3 微分作用----------------------------------------------- 8 3.2 PID参数的整定方法------------------------------------------- 9

基于fuzzy---pid控制器的双容水箱液位控制系统仿真

目 录

摘 要--------------------------------------------------------------- 2

第一章．PID控制原理、优越性，对系统性能的改善 ---------------------- 3

第二章．被控对象的分析与建模---------------------------------------- 5

第三章．PID参数整定方法概述 ---------------------------------------- 7

3.1 PID控制器中比例、积分和微分项对系统性能影响分析 ------------ 7

3.1.1 比例作用----------------------------------------------- 7 3.1.2 积分作用----------------------------------------------- 8 3.1.3 微分作用----------------------------------------------- 8 3.2 PID参数的整定方法--------------------------

电子系统设计实验报告 温度控制系统的设计

姓名：杨婷 班级：信息21 学校：西安交通大学

一、问题重述

本次试验采用电桥电路、仪表放大器、AD转化器、单片机、控制通断继电器和烧水杯，实现了温度控制系统的控制，达到的设计要求。

设计制作要求如下：

1、要求能够测量的温度范围是环境温度到100oC。

2、以数字温度表为准，要求测量的温度偏差最大为±1oC。

3、能够对水杯中水温进行控制，控制的温度偏差最大为±2oC，即温度波 动不得超过2oC，测量的精度要高于控制的精度。 4、控制对象为400W的电热杯。

5、执行器件为继电器，通过继电器的通断来进行温度的控制。 6、测温元件为铂热电阻Pt100传感器。

7、设计电路以及使用单片机学习板编程实现这些要求，并能通过键盘置入预期温度，通过LCD显示出当前温度。

二、方案论证

1、关于R/V转化的方案选择

方案一是采用单恒流源或镜像恒流源方式，但是由于恒流源的电路较复杂，且受电路电阻影响较大，使输出电压不稳定。 方案二是采用电桥方式，由电阻变化引起电桥电压差的变化，电路结构简单，且易实现。

2、关于放大器的方案选择

方案一是采用减法器

电子系统设计实验报告 温度控制系统的设计

姓名：杨婷 班级：信息21 学校：西安交通大学

一、问题重述

本次试验采用电桥电路、仪表放大器、AD转化器、单片机、控制通断继电器和烧水杯，实现了温度控制系统的控制，达到的设计要求。

设计制作要求如下：

1、要求能够测量的温度范围是环境温度到100oC。

2、以数字温度表为准，要求测量的温度偏差最大为±1oC。

3、能够对水杯中水温进行控制，控制的温度偏差最大为±2oC，即温度波 动不得超过2oC，测量的精度要高于控制的精度。 4、控制对象为400W的电热杯。

5、执行器件为继电器，通过继电器的通断来进行温度的控制。 6、测温元件为铂热电阻Pt100传感器。

7、设计电路以及使用单片机学习板编程实现这些要求，并能通过键盘置入预期温度，通过LCD显示出当前温度。

二、方案论证

1、关于R/V转化的方案选择

方案一是采用单恒流源或镜像恒流源方式，但是由于恒流源的电路较复杂，且受电路电阻影响较大，使输出电压不稳定。 方案二是采用电桥方式，由电阻变化引起电桥电压差的变化，电路结构简单，且易实现。

2、关于放大器的方案选择

方案一是采用减法器

实用标准文案

实验三 数字PID控制

一、实验目的

1．研究PID控制器的参数对系统稳定性及过渡过程的影响。 2．研究采样周期T对系统特性的影响。 3．研究I型系统及系统的稳定误差。 二、实验仪器

1．EL-AT-III型计算机控制系统实验箱一台 2．PC计算机一台 三、实验内容

1．系统结构图如3-1图。

图3-1 系统结构图

图中 Gc（s）=Kp（1+Ki/s+Kds） Gh（s）=（1－e-TS）/s

Gp1（s）=5/（（0.5s+1）（0.1s+1）） Gp2（s）=1/（s（0.1s+1））

2．开环系统（被控制对象）的模拟电路图如图3-2和图3-3，其中图3-2对应GP1（s）,图3-3对应Gp2（s）。

图3-2 开环系统结构图1 图3-3开环系统结构图2

3．被控对象GP1（s）为“0型”系统，采用PI控制或PID控制，可系统变为“I型”系统，被控对象Gp2（s）为“I型”系统，采用PI控制或PID控制可使系统变成“II型”系统。

4．当r（t）=1（