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pid控制范文第1篇

Abstract： This paper analyzed the dynamical model of the inverted pendulum based on the study of system structure of the pendulum. And the linear model around the balance point was derived via linearization. Based on the analysis of the factors impacting the balance of the inverted pendulum， a fuzzy pid control strategy is proposed. The control strategy consists of three loops. Through theoretical analysis and experimental adjustment， optimized parameters of the three-loop controllers were gained in this paper. Finally， the performance of the fuzzy PID controllers were evaluated through Matlab simulation and hardware-in-the-loop experiments.

關鍵詞： 倒立擺；模糊PID；硬件在環；

Key words： inverted pendulum；fuzzy PID；hardware-in-the-loop

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）32-0202-03

0 引言

倒立擺是一個典型的不穩定系統，同時又具有多變量、非線性、強耦合的特性，是自動控制理論中的典型被控對象。它深刻揭示了自然界一種基本規律，即一個自然不穩定的被控對象，運用控制手段可使之具有一定的穩定性和良好的性能。許多抽象的控制概念如控制系統的穩定性、可控性、系統收斂速度和系統抗干擾能力等，都可以通過倒立擺系統直觀的表現出來。

倒立擺的研究始于二十世紀50年代，麻省理工學院（MIT）的控制論專家根據火箭發射助推器原理設計出一級倒立擺實驗設備。隨后，倒立擺又發展出多種形式：二級、多級、旋轉等。關于倒立擺的研究內容可以歸結為兩個問題：一是如何使得倒立擺從初始位置快速地達到工作位置的起擺控制；二是在工作平衡點的穩定控制問題。所謂起擺控制是指對倒立擺施加周期性的擾動，使擺桿從處于自然垂的穩定狀態迅速過渡到處于垂直向上一定偏角范圍內的倒立狀態。當前，倒立擺的起擺控制規律主要是基于能量的控制。文獻[1]采用能量反饋的方法來完成倒立擺的起擺控制，成功地實現了真實直線一級倒立擺的起擺控制。在工作平衡點的穩定控制規律主要集中在最優控制、智能控制以及與經典控制相結合等方面。最優控制時現代控制中發展較早的重要組成部分，而利用變分法建立起來的無約束最優控制原理，對于尋求二次型性能指標線性系統的最優控制是很適用的，因此很多學者將線性二次型最優調節器（LQR）應用于倒立擺系統的平衡穩定控制[2]。由于倒立擺的非線性，很多學者嘗試著將新興的智能控制算法應用到倒立擺的穩定控制中[3，4]。

然而作為經典控制算法的PID卻沒有在學者們的倒立擺研究中得到廣泛的應用。這是由于倒立擺并不是一個單輸入單輸出系統，使用經典控制算法很難做到角度和位置的雙重控制。事實上，由于PID易于實現、反應快、可靠且魯棒性好，在實際工程應用中，它仍然占有極大比重。因此，PID在倒立擺系統穩定控制中的應用研究有著重大意義。

本文在以往文獻的基礎上，將模糊控制與PID相結合，利用模糊PID實現倒立擺的多變量控制，拓寬了PID的應用領域，并通過Matlab仿真和硬件在環實驗驗證了其有效性。

1 倒立擺系統結構及硬件組成

倒立擺系統硬件部分由倒立擺本體、計算機（含運動控制卡）、電控箱（包括交流伺服電機驅動器、運動控制卡的接口板、直流電源等）三大部分構成。倒立擺系統的本體由被控對象（小車和擺桿）、傳感器（角度傳感器）和執行機構（松下伺服電機及其傳動裝置）組成（如圖1所示）。

倒立擺系統中的計算機、運動控制卡、伺服驅動器、倒立擺本體（包括擺桿、小車、伺服電機、光電碼盤）幾大部分組成了圖2所示的一個閉環系統。

光電碼盤1將小車的位移、速度信號反饋給伺服驅動器和運動控制卡，而光電碼盤2將擺桿的位置、速度信號反饋回控制卡。計算機從運動控制卡中讀取實時數據，確定控制決策（小車向哪個方向移動、移動速度、加速度等），并由運動控制卡來實現該控制決策，產生相應的控制量，使電機轉動，帶動小車運動，保持擺桿平衡。

2 倒立擺的數學建模

2.1 倒立擺的動力學方程 在忽略了空氣流動和各種摩擦之后，可將倒立擺系統抽象成導軌、小車和勻質桿組成的系統（如圖3所示）。

pid控制范文第2篇

關鍵詞:倒立擺、數學模型、PID

Abstract: inverted pendulum system is nonlinear, strong coupling, many variables and natural not stable system. This paper to control method is the most commonly used in PID control algorithm is studied, the fuzzy PID control the control law, and to make the simulation.

Keywords: inverted pendulum, mathematical model and PID

中圖分類號：G623.5文獻標識碼：A 文章編號：

1、倒立擺系統簡介

倒立擺是典型的高階非線性不穩定系統。小車可以自由地在限定的軌道上左右移動，小車上的倒立擺一端被絞鏈在小車頂部，另一端可以在小車軌道所在的垂直平面上自由轉動，控制目的是通過電機推動小車運動，使倒立擺平衡并保持小車不和軌道兩端相撞（圖1為單級倒立擺的模型本論文的研究對象）。在此基礎上，在擺桿的另一端再絞連擺桿，可以組成二級、三級倒立擺系統。該系統是一個多用途的綜合性實驗裝置，它和火箭的飛行及機器人關節運動有許多相似之處，其原理可用于控制火箭穩定發射，且對揭示定性定量轉換規律和策略具普遍意義。

圖1單級倒立擺原理結構圖

2、控制方法中的典范―PID

PID控制是眾多控制方法中應用最為廣泛也是最為容易被人們所掌握的一種控制方法。隨著科學技術的不斷發展，控制技術的不斷成熟，傳統的PID控制已被人們注入了先進的控制思想。使得PID控制方法不斷豐富，控制性能不斷加強。

目前工程上應用的PID控制方法主要有：一般PID控制、自適應PID控制、模糊PID控制。下面對他們的控制思想和特點略作介紹。

2.1一般PID控制

PID控制是由反饋系統偏差的比例(P)、積分(I),微分(D)的線性組合構成的反饋控制律。由于它具有原理簡單、直觀易懂、易于工程實現、魯棒性強等一系列優點，多年以來它一直是工業過程控制中應用最廣泛的一類控制算法。早期的PID控制是由氣動或液動、電動硬件儀表實現的模擬PID控制器。二十世紀七十年代以來，隨著計算機技術飛速發展和應用普及，由計算機實現的數字PID控制不僅簡單地將PID控制規律數字化，而且可以進一步利用計算機的邏輯判斷功能，開發出多種不同形式的PID控制算法，使得PID控制的功能和實用性更強，更能滿足工業過程提出的各種各樣的控制要求。PID控制雖然屬于經典控制，但是至今仍然在工業過程控制中發揮著重要作用，今后隨著計算機技術的發展和進步，數字PID控制一定還會有新的發展和進步。理想模擬P功控制器的輸出方程式為:

2-1

式中，Kp為比例系數，Kp比例度互為倒數關系，Ti為積分時間；Td為微分時間；U(t)為PID控制器的輸出控制量；e(t)為PID控制器輸入的系統偏差量。后面第將做進一步的說明。

2.2自適應PID控制

2.2.1 自適應控制的概念

自適應控制系統是一個具有一定適應能力的系統，它能夠認識環境條件的變化，并自動校正控制動作，使系統達到最優或次優的控制效果。

2.2.2 功能及特點

作為較為完善的自適應控制應具有以下三個方面的功能：(1)系統本身可以不斷地檢測和處理信息，了解系統當前狀態；(2)進行性能準則優化，產生自適應控制規律；(3)調整可調環節（控制器），使整個系統始終自動運行在最優或次最優工作狀態。

自適應控制是現代控制的重要組成部分，它同一般反饋控制相比具有如下突出特點：(1)一般反饋控制主要用于確定性對象或事先確知的對象，而自適應控制主要研究不確定對象或事先難以確知的對象；(2)一般反饋控制具有強烈抗干擾能力，即它能夠消除狀態擾動引起的系統誤差，而自適應控制因為有辨識對象和在線修改參數的能力，因而不僅能夠消除狀態擾動引起的系統誤差，而且還能夠消除系統結構擾動引起的系統誤差；(3)一般反饋控制系統的設計必須事先掌握描述系統特性的數學模型及其環境變化狀況，而自適應控制系統設計則很少依賴數學模型全部，僅需要較少的驗前知識，但必須設計出一套自適算法，因而將更多的依靠計算機技術的實現；(4)自適應控制是更復雜的反饋控制，它在一般反饋控制的基礎上增加了自適應控制機構或辨識器，還附加了一個可調系統。

2.3 模糊PID控制

模糊PID既繼承了PID的特點又加進了模糊控制的思想。因此他綜合了PID和模糊控制的特點，優越性十分明顯。下面對模糊控制略作說明。

2.3.1 模糊控制的基本概念

為了更清楚地說明模糊控制的思想，我們首先看幾個基本概念。

（1） 論 域

我們都知道，具有某種特定屬性的對象的全體，稱為集合。所謂論域，就是指我們所研究的事物的范圍或所研究的全部對象。論域中的事物稱為元素。論域中一部分元素組成的集合稱作子集。

（2） 隸屬函數

普通集合常用列舉法、表征法和特征函數方法表示。所謂特征函數，就是把屬于集合的元素的特征函數值定為1，把不屬于集合的元素的特征函數值定為0的表示方法。設有集合A，其特征函數記作，則

2-2

可見，對于普通集合而言，其特征函數只有兩個值:1或0，表示屬于或不屬于。模糊數學的創始人札德教授對模糊集合給出如下定義:設給定論域X,X到[0,1]閉區間上的任一映射都確定X的一個模糊子集

即

2-3

2.3.2 模糊控制的基本原理

模糊控制是以模糊集合論、模糊語言變量及模糊邏輯推理為基礎的計算機智能控制，其基本概念是由美國加利福尼亞大學著名教授查德(L.A.Zadeh)首先提出的。經過20多年的發展，模糊控制理論及其應用研究均取得重大成功。模糊控制的基本原理框圖如圖2-1所示，它的核心部分為模糊控制器。模糊控制器的控制規律由計算機程序實現，其過程描述如下:微機經中斷采樣獲取被控制量的精確值，然后將此量與給定值比較得到誤差信號E，一般選誤差信號E作為模糊控制器的一個輸入量。把誤差信號E的精確量進行模糊化變成模糊量。誤差E的模糊量可以用相應的模糊語言表示，得到誤差E的模糊語言集合的一個子集e，再由e和模糊控制規R(模糊算子)根據推理的合成規則進行模糊決策，得到模糊控制量u。

圖2模糊控制原理框圖

3、總結

在對其研析中。得出了幾條PID參數的整定規律：

（1）增大比例系數一般將加快系統的響應速度，在有靜差的情況下有利于減小靜差，但是過大的比例系數會使系統有比較大的超調，并產生振蕩，使穩定性變差。

（2）增大積分時間有利于減小超調，減小振蕩，使系統的穩定性增加，但是系統靜差消除時間變長。

（3）增大微分時間有利于加快系統的響應速度，使系統超調減小，穩定性增加，但系統對擾動的抑制能力減弱。

在測試時，可以參考以上參數對系統控制過程的影響超勢，對參數調整實行先比例，后微分，再微分的整定步驟。即先整定比例部分，將比例參數，由小變大，并觀察相應的系統響應，直至得到反應快超調小的響應曲線。

4、參考文獻

[1]自動控制原理宋麗蓉 主編 機械工業出版社

[2]新型PID控制及應用陶永華 尹怡欣 葛蘆生編著機械工業出版社

[3]應用先進控制技術高東杰 譚杰 林紅權編著國防工業出版社

pid控制范文第3篇

關鍵詞： 螺旋槳； 模糊PID控制； 電液比例閥； Matlab仿真

中圖分類號： TN710?34；TM571.4 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）03?0165?03

0 引 言

電液比例閥系統廣泛應用于精度要求高的機械加工等行業，其傳統的控制方式大多采用常規的PID控制技術，它具有簡單、可靠、參數整定方便等優點。但由于電液比例閥系統受溫度、負載等參數變化的影響較大，因而在控制性能要求高的場合往往不能滿足。其主要原因是電液比例系統在流體動力學及電磁轉換方面具有特殊性，是復雜的非線性高階系統，系統設計時要建立準確的數學模型比較困難[1]。

因此，如何使PID控制更好的應用于非線性系統的控制，并具有較好的智能性，是個值得研究的問題。基于以上原因，如果將基于規則的模糊控制用于PID控制器的設計，一方面可使PID控制器具有模糊控制的功能，又可使模糊控制具有確定的控制結構，從而使所設計的控制器具有兩種控制的優點，同時又彌補對方的不足，達到既提高系統的動態特性，又保證系統穩態精度的要求，從而確保良好的設備控制效果。

1 電液比例閥的模糊PID控制器設計

1.1 模糊控制器的設計

螺旋槳電液比例閥控制系統結構如圖1所示。

自適應模糊PID控制器以誤差E和誤差變化率Ec作為輸入，可以滿足不同時刻偏差E和偏差變化率Ec對參數自調整的要求[2]。利用模糊控制規則對參數進行修改便構成了自適應模糊PID系統[3]。如圖2所示。

在本系統中模糊控制器將是設計的核心，因為它的好壞將直接影響到KI，KD和KP的選取，從而影響到系統的控制精度。

1.2 各變量隸屬函數的確定

由文獻[4]可知，根據PID參數自整定原則，用于PID參數控制的模糊控制器采用二輸入三輸出的模糊控制器。以E和Ec為輸入語言變量，以KI，KD和KP為輸出語言變量。輸入語言變量的語言值均取為“負大”（NB）、“負中”（NM）、“負小”（NS）、“零”（ZO）、“正小”（PS）、“正中”（PM）、“正大”（PB）七種。輸出語言變量的語言值均取為“零”（ZO）、“正小”（PS）、“正中”（PM）、“正大”（PB）四種。將偏差E和偏差變化率Ec量化到（-3，3）的區域，輸出量化到（0，3）的區域內，隸屬函數曲線如圖3，圖4所示。

1.3 模糊規則

由于控制品質的好壞主要取決于控制參數的選擇是否合理，通常不同的偏差E和偏差變化率Ec對PID控制器參數KP，KI，KD的整定要求不同。根據已有的控制系統設計經驗，以及參數KI，KP和KD對系統的輸出特性的影響關系，歸納出在一般情況下，不同的和時，被控過程對參數KI，KP和KD的自調整規則如下[5]：

（1）當[E]較大時，為了加快系統的響應速度，應該取較大的KP。但為了避免由于開始時的偏差[E]的瞬時變大可能出現的微分過飽和而使控制作用超出許可的范圍，應取較小的KD，同時為了防止系統響應出現較大的超調產生積分飽和應對積分作用加以限制通常取KI=0。

（2）當偏差[E]處于中等大小時，為使系統響應具有較小的超調，KP應取得小些。這時， KD的取值對系統影響較大，取值要大小適中以保證系統的響應速度。

pid控制范文第4篇

【關鍵詞】熱網控制；PID調節；模糊控制

1、概述

城市熱網監測與控制是城市市政工程的重要組成部分，供熱系統的控制特點是：大慣性、多變量、差異性。尤其采用間接換熱的系統，其控制慣性更大，在依據室外溫度和分時段運行，調節回水溫度或換熱量時，如果控制不當，調節過慢使響應時間過長，達不到系統要求，過快又易引起超調，甚至震蕩。如果將模糊控制技術與傳統PID控制技術相結合，按照響應過程中各個時間段的不同要求，通過模糊控制在線地調整PID的各個控制參數，對改善控制系統在跟蹤目標時的動態響應性能和穩態性能，以適應供熱工作任務的要求，是有重要應用意義的。

2、傳統PID算法在應用中存在的問題

PID調節規律對線性定常系統的控制是非常有效的，其調節過程的品質取決于PID控制器各個參數的整定。但是常規PID控制器并不能在線整定參數，因此對于非線性、時變的復雜系統和不確定的系統，由于其PID參數整定非常困難，甚至根本無法整定，因而難于達到預期的控制效果。

PID控制算法

PID控制系統原理如圖1所示。

在連續控制系統中，模擬調節器最常用的控制規律是PID控制，其控制規律為[1]：

式中：e(t)：調節器輸入函數，即給定量與反饋量(輸出量)的偏差;

u(t) ：調節器輸出函數;

KP：比例系數;TI：積分時間常數;TD：微分時間常數;

u0：控制常量，即t＝0時的輸出值，對絕大多數系統u0＝0。

式(1)表示的調節器輸入和輸出函數均為模擬量。為了用計算機對其進行計算，把連續形式的微分方程轉化為離散形式的差分方程。離散PID控制規律為：

（2）

式中：T：采樣周期;k：采樣序號;u(k) ：采樣時刻k時的輸出值;

e(k) ：采樣時刻k時的偏差值;

e(k－1) ：采樣時刻k－1時的偏差值。

式(2)中的輸出量為全量輸出，它對應于被控對象執行機構每次采樣時刻應達到的位置。

3、傳統PID校正控制的局限性

傳統PID參數的調整比較困難，存在缺陷，它是根據對象特性離線進行的，而且是階段性的和非自動的，一次性整定得到的PID參數很難保證其控制效果在以后的運行中始終處于最佳狀態。當控制對象參數發生變化時，PID參數無法確定，因此常規PID控制的應用受到限制和挑戰。

4、參數自整定模糊PID控制

模糊控制與傳統的控制技術相比較，模糊控制主要具有以下幾個顯著的特點：

*模糊控制是一種基于規則的控制，只要對現場操作人員或者有關專家的經驗、知識以及操作數據加以總結和歸納，就可以構成控制算法，在設計系統時不需要建立被控對象的精確數學模型;

*適應性強。對非線性和時變等不確定性系統，模糊控制有較好的控制效果，對于非線性、噪聲和純滯后等有較強的抑制能力，而傳統PID控制則無能為力;

*魯棒性較強，對參數變化不靈敏，模糊控制采用的是一種連續多值邏輯，當系統參數變化時，易于實現穩定控制，尤其是適合于非線性、時變、滯后系統的控制;

*系統規則和參數整定方便，通過對現場工業過程進行定性的分析，就能建立語言變量的控制規則和擬定系統的控制參數，而且參數的適用范圍較廣;

*結構簡單，軟硬件實現都比較方便，硬件結構無特殊要求，軟件控制算法簡捷，在實際運行時只需進行簡單的查表運算，其它的過程可離線進行。

5、參數自整定模糊PID控制原理

參數自整定模糊PID控制在模糊推理的基礎上，根據不同時刻的|e|和|ec|，利用模糊控制規則，對PID參數KP、KI、KD進行在線自整定，從而使被控對象有良好的動、靜態性能，其系統結構如圖2所示。

6、參數自整定原則

在PID控制中，考慮KP、KI、KD三個參數：KP的作用在于加快系統的響應速度，提高系統的調節精度，但KP過大將導致系統不穩定；KI的作用在于消除系統的穩態誤差；KD的作用在于改善系統的動態特性。根據參數KP、KI、KD對系統輸出響應的影響，可得出不同的階躍響應誤差e和階躍響應誤差變化率ec時(用|e|和|ec|表示)的參數自整定原則。如圖3所示：

值得注意的是：簡單模糊控制因無積分環節，在控制系統中很難完全消除穩態誤差，在變量分級不是足夠多的情況下，在平衡點附近常常會有小的振蕩現象。如果把PID控制和模糊控制兩種方法結合起來，對復雜不確定性系統就能實施既簡單而又有效的控制，構成兼具兩者優點的模糊PID控制。

參考文獻

pid控制范文第5篇

【關鍵詞】PLC；溫度控制；PID；溫度傳感器

1 溫度控制系統研究現狀

工業自動化生產過程中加熱爐的溫度控制系統在實際應用中是相當廣泛的，而溫度參數是工業控制中的被控參數之一，對物料或產品的加熱處理，是工業生產當中的一個重要工序，對生產物料或加工產品進行實時的溫度控制與調節。傳統的加熱爐體的溫度控制系統，主要通過使用繼電器來控制加熱，其控制柜的接線比較復雜，而且系統的運行故障率比較高，再加上耗電量也比較大，在現代復雜的工業生產過程，不能采用比較傳統的繼電器控制方式來控制溫度。

經過工業革命的技術發展，可編程控制器PLC可以完美代替繼電器來控制工業生產過程中的溫度。PLC是一個集成的控制器，它本身就具有自動處理模擬信號、數字信號和工業網絡的處理能力，正因為這個優點，PLC在我國的溫度控制系統加熱生產中得到大幅的應用與實現，所以PLC逐漸能夠在過程控制中得到應用。PLC能夠應用在遠程的控制系統與現地控制系統，同時具有應用面相當廣，可靠性也相當高，編程相當簡單的特點。PLC具有開關量控制輸出也就是具有繼電器控制功能的特點，同時具備各種模擬信號的采集，以及各種高功能模塊的數據輸入與控制，將開關量信號與模擬量信號綜合為一體，實現遠程控制，開環控制，閉環控制等控制能力，能夠適應各種復雜生產工藝與自動化生產線。PLC在配合人機界面的操作界面的應用，在實現工業自動化生產中加熱爐的溫度控制系統將起到關鍵的作用，實現與滿足加熱控制工藝的需要。

2 溫度控制系統設計

本文溫度控制系統設計的控制參數是溫度，溫度的采集是有時間滯后的因素。溫度會隨著爐體的加熱隨時發生改變，溫度變化通過溫度傳感器接入系統的控制器。本系統設計采用松下品牌PLC來控制系統的加熱與溫度采集，溫度傳感器接入到PLC控制器的輸入模塊，將溫度信號轉化成電信號，再經過PLC數據信號轉化成數字信號，并保持到PLC存儲器中，通過軟件編程與用戶在人機界面上設定的目標溫度值進行對比，數字量輸出模塊按一定方式輸出控制量，然后接通固態繼電器控制爐體加熱器的通斷，進而控制爐體的升溫加熱。系統的人機界面通過其串口可以與松FP2系列進行實時數據通信，能夠實時顯示加熱控制系統的溫度數值。本文溫度控制系統設計包括以下幾個設計步驟：硬件選型設計、軟件編程設計、參數整定等。

2.1 硬件選型設計

溫度控制系統設計的硬件選型是設計控制系統的關鍵一步。在設計溫度控制之前要根據該系統的受控對象、參數和控制要求，選擇合適系統的控制器、控制方式、溫度傳感器和適合用戶的操作界面等等。本系統CPU型號選FP2-C2L作為系統的核心控制器模塊，與溫度輸入模塊進行數據交換。溫度的實時監控則選用松下的模擬量輸入模塊FP2-AD8X，溫度傳感器選擇S型熱電偶輸入可以檢測加熱爐體1300度以內的溫度，熱電偶傳感器接到模擬量輸入模塊，模擬量信號轉化成數字量信號傳輸到PLC，經過處理后數據保存到CPU的數據存儲器WX通道中。固態繼電器選用臺灣陽明，型號為SSR-F40LA，溫度輸入模塊采集的溫度送到PLC后會與系統設計的目標值進行對比并進行PID調節，PID控制器數字輸出轉化成占空比輸出，實現加熱器的加熱升溫。前面的數字量輸出模塊可以選用16個開關量輸出的FP2-Y16T。溫度控制系統中的人機界面選用經濟實用的威綸7寸屏TK6070IP，松下PLC控制器與威綸人機界面的通訊方式采用串口無協議通訊自助完成數據交換，松下PLC能夠時刻讀取的加熱爐體的溫度數據，威綸人機界面將顯示加熱爐體的溫度數值。本系統的硬件設計架構如圖1所示：

圖1

2.2 軟件編程設計

PLC的軟件編程設計，首先PLC上電后應該執行初始化內存寄存器，通過R9013特殊繼電器初次上電掃描執行產生初始化脈沖進行程序初始化。實時將溫度通道WX的溫度值寫入到DT寄存器中，同時PID控制指令F355各PID參數設定值指定給DT寄存器，寫入相應的寄存器，使程序啟動后系統開始對加熱爐體進行溫度PID采集控制。溫度傳感器即本系統使用S型熱電偶傳感器將爐體測量的實際溫度經過接入溫度模塊AD8X單元后產生一個電信號，溫度模塊經過模擬量輸入通道CH0的模數轉換后成為對應的數字量，PLC內存會得到實際的溫度值為寄存器通道WX除以10的商。這樣PLC內部的PID過程控制會自動計算出實際溫度值與溫度目標值的偏差值在一定周期內輸出一定占空比通斷固態繼電器，接通爐體的加熱器，實現PLC系統自動進行內部PID過程控制和自動加熱控制溫度。

3 PID的參數整定

軟件編程中PLC內部的PID參數整定也是溫度控制系統的重要內容。PLC的PID參數包括溫度過程控制中的比例P參數，積分I時間參數，微分D時間參數的數值。在廣泛的PID調節器工程應用中，PID參數整定方法主要有兩類，一類是理論計算法，一類是工程整定法。理論計算法當然是通過理論計算得出被控對象的PID參數值，而工程整定法則是通過實際工程控制調節各參數。從而我們就利用了工程整定法進行PID現場自動整定方式，對本加熱爐體進行一次PLC內部過程控制的自整定PID參數。

本系統能夠通過PLC自身的PID運算指令F355進行完成PID參數自整定控制。這種控制方式是根據加熱爐體的實際溫度、溫度傳感器的響應速度及系統的滯后特性等工藝特性曲線，由PLC自動計算出與加熱器匹配的調節參數，自動約束加熱器的加熱功率，進而對加熱爐體進行溫度工藝調節，并能夠在升溫過程進行優化。首次使用加熱系統前需要對系統進行一次PID參數自整定升溫過程，根據此系列的PLC參數設置方法，需要將F355參數控制模式改成H8000自整定控制模式，進行升溫控制，達到穩定狀態后，完成整個自整定過程后參數會自動反映到PID參數區域，通過修改這三個參數后直接寫入到溫度控制系統的實際加熱中，系統實現在用戶設定溫度目標值的準確控溫。

經過系統進一步的參數測試，溫度控制系統的可能會因為加熱器或者熱電偶的原因會產生系統一定溫度波動，這種情況需要更進一步進行參數調整，再對系統重新進行一次PID參數自整定。

【參考文獻】

[1]努爾哈孜?朱瑪力.可編程序控制器在電爐溫度控制系統中應用的研究[J].新疆大學學報，2006，13（2）：267-268.（下轉第320頁）

（上接第318頁）[2]宋樂鵬.基于PLC控制的加熱爐溫度控制系統[J].可編程控制器與工廠自動化，2007（5）：70-71、76.