温度的PID控制及程序示例
matlab温度pid控制实验代码
一、概述MATLAB是一个功能强大的数学计算软件，在工程领域中被广泛应用。
其中，PID控制是一种常见的控制策略，用于调节系统的稳定性和响应性能。
本文将介绍如何使用MATLAB进行温度PID控制实验，并提供相应的实验代码。
二、实验准备1. 实验器材：- 温度传感器- 加热器- 控制系统2. MATLAB环境：- 安装MATLAB软件- 配置相关工具箱（如Control System Toolbox）三、PID控制原理PID控制器是Proportional（比例）、Integral（积分）和Derivative（微分）三个控制环节的组合。
其控制原理如下：1. 比例环节：根据误差的大小，以一定比例调节输出2. 积分环节：根据误差的积分值，对输出进行修正3. 微分环节：根据误差的变化率，预测未来的趋势，进一步调节输出四、实验步骤1. 确定系统模型：- 使用MATLAB进行系统建模，得到温度控制系统的传递函数2. 设计PID控制器：- 通过MATLAB的控制系统工具箱进行PID控制器的设计3. 实验验证：- 利用实验器材进行温度控制实验，观察系统的响应情况4. 参数调整：- 根据实验结果，逐步调整PID参数，优化系统的控制效果五、实验代码示例以下是一个简单的MATLAB代码示例，用于实现温度PID控制器的设计和实验验证：```matlab温度控制系统建模s = tf('s');G = 1 / (s^2 + 2*s + 1);设计PID控制器Kp = 1.2;Ki = 0.8;Kd = 0.5;C = pid(Kp, Ki, Kd);控制系统闭环T = feedback(C*G,1);绘制系统阶跃响应曲线t = 0:0.01:10;step(T,t);```六、实验结果与分析经过实验验证，利用上述PID控制器设计，在温度控制系统中取得了良好的控制效果。
通过实时调整PID参数，可以有效地实现温度的快速稳定控制，同时确保系统的稳定性和抗干扰能力。
温度的PID控制及程序示例
温度的PID 控制一．温度检测部分首先要OK. 二、PID 调节作用 PID 控制时域的公式))()(1)(()(⎰++=dtt de Td t e Ti t e Kp t y 分解开来：(1) 比例调节器y(t) = Kp * e(t)e(k) 为当前的温差（设定值与检测值的插值） y(k) 为当前输出的控制信号(需要转化为PWM 形式)# 输出与输入偏差成正比。
只要偏差出现，就能及时地产生与之成比例的调节作用，使被控量朝着减小偏差的方向变化，具有调节及时的特点。
但是， Kp 过大会导致动态品质变坏，甚至使系统不稳定。
比例调节器的特性曲线. (2) 积分调节器y(t) = Ki * ∫(e(t))dt Ki = Kp/Ti Ti 为积分时间#TI 是积分时间常数，它表示积分速度的大小，Ti 越大，积分速度越慢，积分作用越弱。
只要偏差不为零就会产生对应的控制量并依此影响被控量。
增大Ti 会减小积分作用，即减慢消除静差的过程，减小超调，提高稳定性。
(3) 微分调节器y(t) = Kd*d(e(t))/dt Kd = Kp*Td Td 为微分时间#微分分量对偏差的任何变化都会产生控制作用，以调整系统输出，阻止偏差变化。
偏差变化越快，则产生的阻止作用越大。
从分析看出，微分作用的特点是：加入微分调节将有助于减小超调量，克服震荡，使系统趋于稳定。
他加快了系统的动作速度，减小调整的时间，从而改善了系统的动态性能。
三．PID 算法：由时域的公式离散化后可得如下公式：y(k) = y(k-1)+(Kp+Ki+Kd)*e(k)-(Kp +2*Kd)*e(k-1) + Kd*e(k-2)y(k) 为当前输出的控制信号(需要转化为PWM形式)y(k-1)为前一次输出的控制信号e(k) 为当前的温差（设定值与检测值的插值）e(k-1) 为一次前的温差e(k-2) 为二次前的温差Kp 为比例系数Ki = Kp*T/Ti T为采样周期Kd = Kp*Td/T四．PID参数整定（确定Kp,Ts,Ti,Td）：温度控制适合衰减曲线法，需要根据多次采样的数据画出响应曲线。
PID温控程序
以下为PID温控程序，没有采用SFB41是因为些模块比较大，影响系统反应速度。
些温度控制系统不用微分(D)控制，只用PI控制Kc 为回路的增Ts 为采样的时间间隔Ti 为积分时间MDSPn 为采样时刻n的设定值PVn 为采样时刻n的过程变量值MX 为采样时刻n-1的积分项(又称为积分前项)PID运算公式1：MPN=KC*（SPN-PVN）PID运算公式2；MIN=KC*TS/TI*（SPN-PVN）+MXPID运算公式3：MN=MPN+MIN不用微分(D)控制，原工式为：MN=MPN+MIN+MDNPI运算程序对应的DB1：主程序对应的DB2：模拟输入量：IW2模拟输出量：PQDOKc 为回路的增Ts 为采样的时间间隔Ti 为积分时间MDSPn 为采样时刻n的设定值PVn 为采样时刻n的过程变量值MX 为采样时刻n-1的积分项(又称为积分前项)对应地址：网络1和 2 是模拟采集的“模拟输入量：IW2”和组态画面上Kc Ts Ti SPn PVn 的设定值。
实际操作中不需要。
改变模拟输入量：IW2观察模拟输出量变化：PQDO观察模拟输出量变化：PQDO观察模拟输出量变化：PQDO观察模拟输出量变化：PQDOOK！其他变量改变后一样能回到平衡：如改以下值：Kc 为回路的增Ts 为采样的时间间隔Ti 为积分时间MDSPn 为采样时刻n的设定值以下为PID运算温控程序，没有采用SFB41是因为些模块比较大，影响系统反应速度。
些温度控制系统不用微分(D)控制，只用PI控制下面是主程序：FB2下面是各电机启动程序模拟量输入，数据格式转换模拟量输出，数据格式转换限制输出范围：0~32767停止后全部清零，为组态画面变量编写的程序以下为模拟给PN当前值，SP设定值，TI积分时间，TS采样时间，KC增益量，结果：FB2我们看一下温度显示：Kc DB2。
DBD 66 为回路的增Ts DB2。
DBD74 为采样的时间间隔Ti DB2。
温度控制的PID算法及C程序实现
本文档如对你有帮助，请帮忙下载支持!温度控制与PID 算法温度控制与PID 算法j 较为复杂，下面结合实际浅显易懂的阐述一下 PID 控制理论，将温度控制及PID 算法作一个简单的描述。
1.温度控制的框图asgstiB这是一个典型的闭环控制系统，用于控制加热温区的温度（ PV ）保持在恒定的温度 设定值（SV ）。
系统通过温度采集单元反馈回来的实时温度信号（ PV ）获取偏差值（EV ）,偏差值经过 PID 调节器运算输出，控制发热管的发热功率，以克服偏差，促使偏差趋近 于零。
例如，当某一时刻炉内过PCB 板较多，带走的热量较多时，即导致温区温度下降，这时，通过反馈的调节作用，将使温度迅速回升。
其调节过程如下：温度控制的功率输出采用脉宽调制的方法。
固态继电器电压U ouT 。
当SSR 的触发角触发时，电源电压U AN 通过SSR 的输出端加到发热管的两 端；当SSR 的触发角没有触发信号时，SSR 关断。
因此，发热管两端的平均电压为U d = （t/T ）* U AN =K* U AN其中K= t/T ，为一个周期T 中，SSR 触发导通的比率，称为负载电压系数或是占空比， K的变化率在0- 1之间。
一般是周期 T 固定不便，调节t,当t 在0-T 的范围内变化时， 发热管的电压即在 0- U AN 之间变化，这种调节方法称为定频调宽法。
下面将要描述的 PID调节器的算式在这里的实质即是运算求出一个实时变化的，能够保证加热温区在外界干扰的情况下仍能保持温度在一个较小的范围内变化的合理的负载电压系数K 。
甌汕血Ikinl 曲汀 備錢（哉0.1/ 1A『'、、A____ 5^50 工 /it TTVI PID 调节鼬 固憲继电器勻岌恿習 X ?n -Tr-Zn 4f t 沮LEV)*冲端出易度 A 崭1出功率SSR 的输出端为脉宽可调的2.温度控制的两个阶段本文档如对你有帮助，请帮忙下载支持! 本文档如对你有帮助，请帮忙下载支持！温度控制系统是一个惯性较大的系统，也就是说，当给温区开始加热之后， 并不能立即观察得到温区温度的明显上升；同样的，当关闭加热之后， 温区的温度仍然有一定程度的上升。
S7-200中的PID控制(温度控制举例)
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PID温度控制示例－实现过程
通过PID向导配置PID回路 PID相关指令及回路表 通过文本显示向导配置TD200C显示屏 编写程序
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实现过程－通过PID向导配置PID回路
步骤
1 进入PID配置向导
2选择要配置的PID回路
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PID温度控制示例
提纲
PID控制理论简介 PID温度控制示例
工作原理 任务目标 实现过程
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S7-200 PID 温度控制
PID温度控制示例
工作原理 任务目标 实现过程
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PID温度控制示例－工作原理
PID温度控制系统是一个闭环系统，由 PLC的输出控制加热器对热电阻的加热 程度.
1. 选择一个未使用的V存储区来存放模块的配置信息，可 以点击“建议地址”按钮，让系统来选定一个合适的存 储区。这里PID回路存储区的首地址为VB400。
2. 点击“下一步”按钮。
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配置PID回路－步骤7：指定子程序和中断程序
1. 为向导子程序和中断程序命名。 2. 点击“下一步”按钮。
相关指令
通过向导完成对PID回路的 配置后回生成子程序 “PIDx_INIT”。
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PID相关指令及回路表－ PIDx_INIT指令
PIDx_INIT 指令根据在PID向导中设 置的输入和输出执行 PID 功能。 每次扫描均调用该指令。
PIDx_INIT 指令的输入和输出取决 于在PID 向导中所作的选择。例 如，如果选择“增加PID手动控制 ”功能则在指令中将显示 Auto_Manual（自动/手动切换）和 ManualOutput（手动模式下的输出 值）输入，如果在 PID 向导的“ 回路报警选项”屏幕中选择“使 能低限报警（PV）”，则在指令 中将显示LowAlarm（低限报警） 输出。
PID烤箱温度控制（温度专用的PID自动调整功能）设计实例详解.doc
PID 烤箱温度控制（温度专用的PID 自动调整功能）设计实例详解【控制要求】使用者对烤箱的温度环境特性不了解，控制的目标温度为80℃，利用PID 指令温度环境下专用的自动调整功能，实现烤箱温度的PID 控制。
利用DVP04PT-S 温度模块将烤箱的现在值温度测得后传给PLC 主机，DVP12SA 主机先使用温度自动调整参数功能（D204=K3）做初步调整，自动计算出最佳的PID 温度控制参数，调整完毕后，自动修改动作方向为已调整过的温度控制专用功能（D204=K4），并且使用该自动计算出的参数实现对烤箱温度的PID 控制。
使用该自动调整的参数进行PID 运算，其输出结果(D0)作为GP 指令的输入，GP 指令执行后Y0 输出可变宽度的脉冲（宽度由D0 决定）控制加热器装置，从而自动实现对烤箱温度的PID 控制。
【元件说明】【控制程序】【程序说明】该指令格式：S1-->目标值(SV)S2-->现在值(PV)S3-->参数(通常需自己进行调整和设置，参数的定义请参考本例最后的PID 参数表)D-->输出值(MV)(D 最好指定为停电保持的数据寄存器)PID 指令使用的控制环境很多，因此请适当地选取动作方向，本例中温度自动调整功能只适用于温度控制环境，切勿使用在速度、压力等控制环境中，以免造成不当的现象产生。
一般来说，由于控制环境不一样，PID 的控制参数（除温度控制环境下提供自动调整功能外）需靠经验和测试来调整，一般的PID 指令参数调整方法步骤1：首先将KI及KD值设为0，接着先后分别设设置KP为5、10、20 及40，别记录其SV 及PV 状态，其结果如下图所示：步骤2：观察上图后得知KP为40 时，其反应会有过冲现象，因此不选用；而KP为20 时，其PV 反应曲线接近SV 值且不会有过冲现象，但是由于启动过快，因此输出值MV瞬间值会很大，所以考虑暂不选用；接着KP为10 时，其PV 反应曲线接近SV 值并且是比较平滑接近，因此考虑使用此值；最后KP为 5 时，其反应过慢，因此也暂不考虑使用。
PID调节温度控制实例（西门子S7-300）
PID调节温度控制实例（西门⼦S7-300）控制要求
1.⽔罐⽔温设置在50℃
2.误差值在±1℃
硬件配置
设计⽅案
1.采样：使⽤ PT100 热电阻经过变送器把⽔缸温度传送给S7-300 PLC。
2. 数据的处理：在 S7-300 PLC 中经过 PID 调节运算输出模拟量信号到功率调节器中。
3.温度调节：在功率调节器中把对应的模拟量转化为对应的功率来驱动热得快；
程序编写
1. 创建名称为PID调节的⼯程，添加CPU314C-2DP.西门⼦CPU314C-2DP，⾃带有模
拟量输⼊输出通道，⽆需扩展模块，在这⾥我们要注意他们的地址，以及输⼊输出的测量类型与测量范围。
这次试验⽤的是4-20mA的变送器，输出我们采⽤0-10V电压输出，这些参数需要在硬件组态时进⾏设置，设置好以后注意编译保存下载。
2.程序的编写
3.PID 调节
⾸先在开始菜单中打开PID 调节⾯板，如下图所⽰：。
PID温度控制实验
PID 温度控制实验PID(ProportionalIntegralDerivative)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。
当我们不彻底了解一个系统和被控对象，或者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，它合用于温度、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。
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)dtTD] (1)TI0dt 单片机只能处理数字信号，上式可等价于:tTUnKP[enTIeii0nTD(enen1)] (2) TTTenD(en2en1en2)] (3) TIT (2) 式为位置式 PID 算法公式。
也可把(2)式写成增量式 PID 算法形式: UnUnUn1KP[enen1 其中,en 为第 n 次采样的偏差量； en-1 为第 n-1 次采样的偏差量； T 为采样周期； TI 为积分时间；TD 为微分时间； KP 为比例系数。
2、PID 温度控制的框图设定温度(SV)温度偏差(EV)(EV=SV-PV)PID 调节器按周期调节脉冲宽度输出加热装置实际温度(PV)图 1PID 温度控制的框图温度 PID 控制是一个反馈调节的过程:比较实际温度(PV)和设定温度(SV)的偏差,偏差值经过 PID 调节器运算来获得控制信号,由该信号控制加热丝的加热时间,达到控制加热功率的目的,从而实现对系统的温度控制。
PID控制算法实例_电机_温度
实验十七 直流电机控制实验一、 实验目的1． 学习数字控制器的模拟化设计方法；2． 学习数字PID 控制器的设计方法；3． 学习PWM 控制理论；4． 学习数字PID 控制器在DSP 上的实现方法。
二、实验设备 计算机，CCS 2.0版软件，实验箱、DSP 仿真器、导线。
三、基础理论 PID 控制器（按闭环系统误差的比例、积分和微分进行控制的调节器）自30年代末图1 模拟PID 控制期出现以来，在工业控制领域得到了很大的发展和广泛的应用。
它的结构简单，参数易于调整，在长期应用中已积累了丰富的经验。
特别是在工业过程控制中，由于被控制对象的精确的数学模型难以建立，系统的参数经常发生变化，运用控制理论分析综合不仅要耗费很大代价，而且难以得到预期的控制效果。
在应用计算机实现控制的系统中，PID 很容易通过编制计算机语言实现。
由于软件系统的灵活性，PID 算法可以得到修正和完善，从而使数字PID 具有很大的灵活性和适用性。
实现PID 控制的计算机控制系统如图1所示，其中数字PID 控制器是由软件编程在计算机内部实现的。
1、PID 控制规律的离散化PID 控制器是一种线性调节器，这种调节器是将系统的给定值r 与实际输出值y 构成的控制偏差y r c -=的比例（P ）、积分（I ）、微分（D ），通过线性组合构成控制量，所以简称PID 控制器。
连续控制系统中的模拟PID 控制规律为：])()(1)([)(0dtt de T dt t e T t e K t u D t I p ++=⎰ （式1）式中)(t u 是控制器的输出，)(t e 是系统给定量与输出量的偏差，P K 是比例系数，I T 是积分时间常数，D T 是微分时间常数。
其相应传递函数为：)11()(s T sT K s G D I p ++= （式2） 比例调节器、积分调节器和微分调节器的作用：（1）比例调节器：比例调节器对偏差是即时反应的，偏差一旦出现，调节器立即产生控制作用，使输出量朝着减小偏差的方向变化，控制作用的强弱取决于比例系数P K 。
温度控制的PID算法 及C程序实现
温度控制与PID算法温度控制与PID算法j较为复杂，下面结合实际浅显易懂的阐述一下PID控制理论，将温度控制及PID算法作一个简单的描述。
1．温度控制的框图这是一个典型的闭环控制系统，用于控制加热温区的温度（PV）保持在恒定的温度设定值(SV)。
系统通过温度采集单元反馈回来的实时温度信号（PV）获取偏差值（EV），偏差值经过PID调节器运算输出，控制发热管的发热功率，以克服偏差，促使偏差趋近于零。
例如，当某一时刻炉内过PCB板较多，带走的热量较多时，即导致温区温度下降，这时，通过反馈的调节作用，将使温度迅速回升。
其调节过程如下：温度控制的功率输出采用脉宽调制的方法。
固态继电器SSR的输出端为脉宽可调的电压U OUT 。
当SSR的触发角触发时，电源电压U AN通过SSR的输出端加到发热管的两端；当SSR的触发角没有触发信号时，SSR关断。
因此，发热管两端的平均电压为U d＝(t/T)* U AN=K* U AN其中K=t/T，为一个周期T中，SSR触发导通的比率，称为负载电压系数或是占空比，K 的变化率在0－1之间。
一般是周期T固定不便，调节t, 当t在0－T的范围内变化时，发热管的电压即在0－U AN之间变化，这种调节方法称为定频调宽法。
下面将要描述的PID 调节器的算式在这里的实质即是运算求出一个实时变化的，能够保证加热温区在外界干扰的情况下仍能保持温度在一个较小的范围内变化的合理的负载电压系数K。
2.温度控制的两个阶段温度控制系统是一个惯性较大的系统，也就是说，当给温区开始加热之后，并不能立即观察得到温区温度的明显上升；同样的，当关闭加热之后，温区的温度仍然有一定程度的上升。
另外，热电偶对温度的检测，与实际的温区温度相比较，也存在一定的滞后效应。
这给温度的控制带来了困难。
因此，如果在温度检测值（PV）到达设定值时才关断输出，可能因温度的滞后效应而长时间超出设定值，需要较长时间才能回到设定值；如果在温度检测值（PV）未到设定值时即关断输出，则可能因关断较早而导致温度难以达到设定值。
pid算法温度控制c语言程序
pid算法温度控制c语言程序PID算法是一种常用的温度控制算法，广泛应用于各种温度控制系统中。
在C语言中，我们可以通过编写程序来实现PID算法的温度控制功能。
我们需要了解PID算法的基本原理。
PID算法是通过对系统的反馈信号进行不断调整，使得系统的输出达到期望值。
PID算法由三个部分组成：比例控制、积分控制和微分控制。
比例控制根据反馈信号与期望值的差异来调整输出；积分控制根据反馈信号与期望值的累积差异来调整输出；微分控制根据反馈信号的变化率来调整输出。
在C语言中，我们可以使用变量来表示系统的输入、输出和期望值。
以下是一个简单的示例代码：```c#include <stdio.h>// 定义PID参数float Kp = 1.0; // 比例系数float Ki = 0.5; // 积分系数float Kd = 0.2; // 微分系数// 定义系统变量float setpoint = 25.0; // 期望值float input = 0.0; // 输入值float output = 0.0; // 输出值// 定义误差变量float error = 0.0; // 当前误差float last_error = 0.0; // 上一次误差float integral = 0.0; // 累积误差// PID算法函数float pid_algorithm(float setpoint, float input) {// 计算误差error = setpoint - input;// 计算比例控制float proportional = Kp * error;// 计算积分控制integral += error;float integral_control = Ki * integral;// 计算微分控制float derivative = Kd * (error - last_error); // 计算输出output = proportional + integral_control + derivative;// 更新误差last_error = error;return output;}int main(){// 模拟温度传感器的输入input = 23.5;// 调用PID算法函数output = pid_algorithm(setpoint, input);// 打印输出结果printf("Output: %.2f\n", output);return 0;}```在上述代码中，我们首先定义了PID算法的参数和系统变量。
PID温度控制的PLC程序设计
PID温度控制的PLC程序设计PID（比例-积分-微分）温度控制是一种常用的控制方法，可以通过PLC（可编程逻辑控制器）实现。
本文将详细介绍PID温度控制的PLC程序设计过程。
1.确定控制系统需求：首先要确定所需的控制系统的基本要求，包括控制温度范围、精度要求、控制方式等。
2.确定传感器和执行机构：选择合适的温度传感器和执行机构，例如热电偶或热电阻作为温度传感器，控制阀门或加热器作为执行机构。
3.确定控制算法：PID控制算法是一种经典的温度控制方法，可在PLC中实现。
PID控制算法由比例、积分和微分三个参数组成，可以通过自整定或手动调整获得最佳参数值。
4.确定控制模式：根据实际需求，选择合适的控制模式，比如开环控制、闭环控制或自适应控制。
对于温度控制，一般采用闭环控制。
5. PLC软件设计：根据控制系统需求和算法确定的参数，设计PLC 软件。
PLC软件可以使用Ladder Diagram（梯形图）或Function Block Diagram（功能块图）等语言编程。
下面是一个基本的PID温度控制的PLC程序设计示例（以Ladder Diagram为例）：```ladder====主程序====-，----[]----[]----[]----()PID----[]----]----[]----[]----，[]----温度输入设置温度温度差系数K----[+]=--------]--------]-----------温度设定温度差积分控制值----[/K]------]--------------------------[]----------------[+]=---------控制值累计量----[]----[]----[]----()KpKiKd```上述Ladder Diagram中，PID控制算法的三个参数Kp、Ki和Kd通过输入设置，通过调整这些参数可以改善控制系统的响应速度和稳定性。
温度控制的PID算法与C程序实现
温度控制的PID算法与C程序实现PID (Proportional-Integral-Derivative) 是一种经典的反馈控制算法，被广泛应用于温度控制中。
在温度控制中，PID算法可以根据实际温度与设定温度之间的差异来调整控制器的输出，以达到稳定的温度控制。
下面将介绍PID算法的原理及其在C程序中的实现。
PID算法是通过对三个控制参数的不同组合调整，来实现对控制系统的精确控制。
这三个参数分别是比例项（P），积分项（I）和微分项（D）。
比例项（P）是根据实际温度与设定温度的差异计算出来的，并且与这个差异成比例。
比例项主要用于对系统的快速响应进行调整。
如果比例项过大，可能会导致系统产生震荡，如果比例项过小，则可能导致控制系统响应迟缓。
积分项（I）用于校正持续的误差，通过对误差的积分来进行控制系统的调整。
积分项主要用于对系统的稳定性进行调整。
如果积分项过大，可能会导致系统产生超调和振荡，如果积分项过小，则可能导致系统无法快速地消除误差。
微分项（D）用于预测系统未来变化的趋势，并根据这个趋势来进行控制系统的调整。
微分项主要用于对系统的响应速度进行调整。
如果微分项过大，可能会导致系统产生过度的抖动，如果微分项过小，则可能导致系统响应迟缓。
PID算法的输出是三个控制参数的加权和，即 control = P * error + I * integral + D * derivative。
其中，error为实际温度与设定温度的差异，integral为误差的累积和，derivative为误差的变化率。
下面是一个使用PID算法实现温度控制的C程序的示例：```c#include <stdio.h>//PID参数float Kp = 0.5;float Ki = 0.2;float Kd = 0.1;//温度设定值float setpoint = 50.0;//初始化float errorSum = 0;float lastError = 0;//计算PID控制量float calculateOutput(float currentTemperature) float error = setpoint - currentTemperature; errorSum += error;//计算PID控制量float proportional = Kp * error;float integral = Ki * errorSum;float derivative = Kd * (error - lastError);float output = proportional + integral + derivative; lastError = error;return output;int mai//模拟当前温度float currentTemperature = 40.0;//模拟控制循环while (1)//获取温度传感器读数// float currentTemperature = readTemperature(;//计算PID控制量float controlOutput = calculateOutput(currentTemperature); //执行控制动作，例如根据控制量控制加热器或冷却器// executeControlAction(controlOutput);//模拟温度变化currentTemperature += 0.5;//输出当前温度和控制量printf("Current temperature: %.2f, Control output: %.2f\n", currentTemperature, controlOutput);}return 0;```上述C程序中，首先定义了PID参数Kp、Ki和Kd，以及温度设定值setpoint。
pid控制温度实例 c语言
pid控制温度实例 c语言以下是一个简单的PID温度控制器的C语言实现示例：```c#include <stdio.h>// PID参数结构体typedef struct {double Kp; // 比例系数double Ki; // 积分系数double Kd; // 微分系数double integral; // 积分项double pre_error; // 上一次误差} PID_t;// PID温度控制器函数double pid_temperature_control(PID_t *pid, double setpoint, double actual_temperature) {double error = setpoint - actual_temperature; // 计算误差pid->integral += error; // 计算积分项double derivative = error - pid->pre_error; // 计算微分项double output = pid->Kp * error + pid->Ki * pid->integral + pid->Kd * derivative; // 计算输出值pid->pre_error = error; // 保存上一次误差值return output;}int main() {PID_t pid = {1.0, 0.5, 0.1, 0.0, 0.0}; // PID参数初始化 double setpoint = 100.0; // 设定温度值double actual_temperature = 0.0; // 实际温度值double output = 0.0; // 输出值int i;for (i = 0; i < 100; i++) { // 模拟控制过程，迭代100次 output = pid_temperature_control(&pid, setpoint, actual_temperature); // 计算输出值printf("Time: %d, Setpoint: %f, ActualTemperature: %f, Output: %f\n", i, setpoint,actual_temperature, output); // 输出结果actual_temperature += output * 0.1; // 根据输出值调整实际温度值，模拟控制过程}return 0;}```在上面的示例中，我们首先定义了一个PID参数结构体，其中包含了比例系数、积分系数、微分系数、积分项和上一次误差等参数。
温度控制的PID算法-及C程序实现
温度控制的PID算法-及C程序实现温度控制与PID算法温度控制与PID算法j较为复杂，下面结合实际浅显易懂的阐述一下PID控制理论，将温度控制及PID算法作一个简单的描述。
1．温度控制的框图这是一个典型的闭环控制系统，用于控制加热温区的温度（PV）保持在恒定的温度设定值(SV)。
系统通过温度采集单元反馈回来的实时温度信号（PV）获取偏差值（EV），偏差值经过PID调节器运算输出，控制发热管的发热功率，以克服偏差，促使偏差趋近于零。
例如，当某一时刻炉内过PCB板较多，带走的热量较多时，即导致温区温度下降，这时，通过反馈的调节作用，将使温度迅速回升。
其调节过程如下：温度控制的功率输出采用脉宽调制的方法。
固态继电器SSR的输出端为脉宽可调的电压U OUT 。
当SSR的触发角触发时，电源电压U AN通过SSR的输出端加到发热管的两端；当SSR的触发角没有触发信号时，SSR关断。
因此，发热管两端的平均电压为U d＝(t/T)* U AN=K* U AN其中K=t/T，为一个周期T中，SSR触发导通的比率，称为负载电压系数或是占空比，K 的变化率在0－1之间。
一般是周期T固定不便，调节t, 当t在0－T的范围内变化时，发热管的电压即在0－U AN之间变化，这种调节方法称为定频调宽法。
下面将要描述的PID调节器的算式在这里的实质即是运算求出一个实时变化的，能够保证加热温区在外界干扰的情况下仍能保持温度在一个较小的范围内变化的合理的负载电压系数K。
2.温度控制的两个阶段温度控制系统是一个惯性较大的系统，也就是说，当给温区开始加热之后，并不能立即观察得到温区温度的明显上升；同样的，当关闭加热之后，温区的温度仍然有一定程度的上升。
另外，热电偶对温度的检测，与实际的温区温度相比较，也存在一定的滞后效应。
这给温度的控制带来了困难。
因此，如果在温度检测值（PV）到达设定值时才关断输出，可能因温度的滞后效应而长时间超出设定值，需要较长时间才能回到设定值；如果在温度检测值（PV）未到设定值时即关断输出，则可能因关断较早而导致温度难以达到设定值。
PID温度控制的PLC程序设计(梯形图语言)
PID温度控制的PLC程序设计（梯形图语言）PID温度控制的PLC程序设计温度控制是许多机器的重要的构成部分。
它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内，然后进行工件的加工与处理。
PID控制系统是得到广泛应用的控制方法之一。
在本文中，将详细讲叙本套系统。
l 系统组成本套系统采用Omron的PLC与其温控单元以及Pro-face的触摸屏所组成。
系统包括CQM1H-51、扩展单元TC-101、GP577R以及探温器、加热/制冷单元。
l 触摸屏画面部分(见图1-a)1-a如图所见，数据监控栏内所显示的002代表现在的温度，而102表示输出的温度。
如按下开始设置就可设置参数。
需要设置的参数有六个，分别是比例带、积分时间、微分时间、滞后值、控制周期、偏移量。
它们在PLC的地址与一些开关的地址如下所列。
比例带: DM51积分时间: DM52微分时间: DM53滞后值: DM54控制周期: DM55偏移量: DM56数据刷新: 22905l PLC程序部分002：PID的输入字102：PID的输出字[NETWORK]Name="Action Check" //常规检查[STATEMENTLIST]LD 253.13 //常ONOUT TR0CMP 002 #FFFF //确定温控单元是否完成初始化字串1AND NOT 255.06 //等于OUT 041.15 //初始化完成LD TR0AND 041.15OUT TR1AND NOT 040.10 //不在参数设置状态MOV DM0050 102 //将设置温度DM50传送给PID输出字LD TR1MOV 002 DM0057 //将002传送到DM57[NETWORK]Name="Setting Start"//设置开始[STATEMENTLIST]LD 253.13OUT TR0AND 229.05 //触摸屏上的开始设置开关DIFU 080.05 //设置微分LD TR0AND 041.15AND 080.05SET 040.01 //开始设置标志位1SET 040.10 //开始设置标志位2[NETWORK]Name="Poportion"//比例带设置[STATEMENTLIST]LD 040.01OUT TR0AND NOT 042.01MOV #C110 102 //读输出边与输入边的比例带CMP 002 #C110 //比较输入字是否变成C110AND 255.06 //等于SET 042.01 //设置比例带标志LD TR0AND 042.01MOV DM0051 102 //将比例带的设定值写入输出字CMP 002 DM0051 //是否写入AND 255.06 字串4RSET 040.01 //复位标志1RSET 042.01 //复位比例带标志SET 040.02 //向下继续设置标志[NETWORK]Name="Integral"//积分时间设置[STATEMENTLIST]LD 040.02OUT TR0AND NOT 042.02MOV #C220 102 //读输出边与输入边的积分CMP 002 #C220 //比较输入字是否变成C220AND 255.06SET 042.02 //设置积分标志LD TR0AND 042.02MOV DM0052 102 //将积分的设定值写入输出字CMP 002 DM0052 //是否写入AND 255.06RSET 040.02RSET 042.02SET 040.03 //向下继续设置标志[NETWORK]Name="differential"//微分时间设置[STATEMENTLIST]LD 040.03OUT TR0AND NOT 042.03MOV #C330 102 //读输出边与输入边的微分CMP 002 #C330 //比较输入字是否变成C330 AND 255.06SET 042.03 //设置微分标志LD TR0AND 042.03MOV DM0053 102 /将微分的设定值写入输出字CMP 002 DM0053 //是否写入字串3AND 255.06RSET 040.03RSET 042.03SET 040.04 //向下继续设置标志[NETWORK]Name="Hysteresis"//滞后值设置[STATEMENTLIST]LD 040.04OUT TR0AND NOT 042.04MOV #C440 102 //读输出边与输入边的滞后值CMP 002 #C440 //比较输入字是否变成C440 AND 255.06SET 042.04 设置滞后值标志LD TR0AND 042.04MOV DM0054 102 /将滞后值的设定值写入输出字CMP 002 DM0054 //是否写入AND 255.06RSET 040.04RSET 042.04SET 040.05 //向下继续设置标志[NETWORK]Name="Period"//控制周期设置[STATEMENTLIST]LD 040.05OUT TR0AND NOT 042.05MOV #C550 102 //读输出边与输入边的控制周期CMP 002 #C550 //比较输入字是否变成C550AND 255.06SET 042.05 //设置控制周期标志LD TR0AND 042.05MOV DM0055 102 将控制周期的设定值写入输出字CMP 002 DM0055 是否写入AND 255.06RSET 040.05RSET 042.05SET 040.06 //向下继续设置标志[NETWORK]Name="Shift"//偏移量设置[STATEMENTLIST]LD 040.06OUT TR0AND NOT 042.06MOV #C660 102 //读输出边与输入边的偏移量CMP 002 #C660 //比较输入字是否变成C660AND 255.06SET 042.06 //设置偏移量标志LD TR0AND 042.06MOV DM0056 102 //将偏移量的设定值写入输出字CMP 002 DM0056 //是否写入AND 255.06RSET 040.06RSET 042.06SET 040.00[NETWORK]Name="Return"//返回[STATEMENTLIST]LD 040.00OUT TR0AND NOT 042.00MOV #C070 102 //读输入边的处理值CMP 002 #C070 比较输入字变成C070AND 255.06SET 042.00 //返回标志LD TR0AND 042.00MOV DM0050 102 将设定温度值写入输出字RSET 040.00RSET 042.00RSET 040.10以上是本套系统的全部内容，经过反复试验，此系统可以维持温度在1°C之间变化。
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温度的PID 控制一．温度检测部分首先要OK.二、PID 调节作用PID 控制时域的公式1 de(t)y(t) Kp(e(t) e(t) Td )Ti dt分解开来：(1) 比例调节器y(t) = Kp * e(t)e(k) 为当前的温差(设定值与检测值的插值)y(k) 为当前输出的控制信号(需要转化为PWM 形式)# 输出与输入偏差成正比。
只要偏差出现，就能及时地产生与之成比例的调节作用，使被控量朝着减小偏差的方向变化，具有调节及时的特点。
但是，Kp 过大会导致动态品质变坏，甚至使系统不稳定。
比例调节器的特性曲线.(2) 积分调节器y(t) = Ki * ∫(e(t))dt Ki = Kp/Ti Ti为积分时间#TI 是积分时间常数，它表示积分速度的大小，Ti 越大，积分速度越慢，积分作用越弱。
只要偏差不为零就会产生对应的控制量并依此影响被控量。
增大Ti 会减小积分作用，即减慢消除静差的过程，减小超调，提高稳定性。
(3) 微分调节器y(t) = Kd*d(e(t))/dt Kd = Kp*Td Td 为微分时间#微分分量对偏差的任何变化都会产生控制作用，以调整系统输出，阻止偏差变化。
偏差变化越快，则产生的阻止作用越大。
从分析看出，微分作用的特点是：加入微分调节将有助于减小超调量，克服震荡，使系统趋于稳定。
他加快了系统的动作速度，减小调整的时间，从而改善了系统的动态性能。
三．PID 算法：由时域的公式离散化后可得如下公式：y(k) = y(k-1)+(Kp+Ki+Kd)*e(k)-(Kp +2*Kd)*e(k-1) + Kd*e(k-2)y(k) 为当前输出的控制信号(需要转化为PWM 形式) y(k-1)为前一次输出的控制信号e(k) 为当前的温差(设定值与检测值的插值) e(k-1) 为一次前的温差e(k-2) 为二次前的温差Kp 为比例系数Ki = Kp*T/Ti T 为采样周期Kd = Kp*Td/T四．PID 参数整定(确定Kp,Ts,Ti,Td )：温度控制适合衰减曲线法，需要根据多次采样的数据画出响应曲线。
所以需要通过串口将采样时间t, 输出y(t) 记录下来，方便分析。
1) 、不加入算法，系统全速加热，从常温加热到较高的温度的时间为Tk, 则采样时间一般设为T = Tk/10 。
2) 、置调节器积分时间TI= ∞，微分时间TD=0，即只加比例算法：y(k) = y(k-1)+Kp*e(k)比例带δ置于较大的值。
将系统投入运行。
(δ = 1/Kp )3) 、待系统工作稳定后，对设定值作阶跃扰动，然后观察系统的响应。
若响应振荡衰减太快，就减小比例带；反之，则增大比例带。
如此反复，直到出现如图所示的衰减比为4：1的振荡过程时，记录此时的δ值(设为δS)，以及TS 的值(如图中所示)。
当采用衰减比为10：1振荡过程时，应用上升时间Tr 替代振荡周期TS 计算。
系统衰减振荡曲线图中，TS为衰减振荡周期，Tr 为响应上升时间。
据表中所给的经验公式计算δ、TI 及TD的参数。
表衰减曲线法整定计算公式大致计算出Kp,Ti,Td 后代入公式，然后完善算法。
让系统运作多测试几次。
直到满意为止。
以下是网上找的一个示例程序#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define N0 40536#define nop() _nop_()#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/* 程序中变量数组定义*/uchar idata table[]={"Real-time Temp:"};// 第一行显示"Real-time Temp:" uchar idata table1[5]; uchar data1,kp,ki,kd;uint t,hightime,count; // 占空比调节参数uint rltemp,settemp=350;int e1,e2,e3,duk,uk;/* 引脚定义*/sbit EOC=P2^6;sbit OE=P2^5;sbit START=P2^7;sbit lcden=P3^2;sbit lcdrw=P3^1;sbit lcdrs=P3^0;sbit pwm=P3^3;/******************************延时子程序void delay(uint z) uint x,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=29;y>0;y--);}/******************************LCD 忙检测*******************************/ bit lcd_busy() {bit result; lcdrw = 1; lcdrs = 0; lcden = 1; nop();nop();nop();nop(); result = (bit)(P0&0x80); lcden = 0; return(result);}/******************************LCD 写命令子程序*******************************/ void write_com(uchar com) {while(lcd_busy());// 忙等待lcdrs = 0;lcdrw = 0;P1 = com; delay(5); lcden = 1; delay(5); lcden = 0;}/******************************LCD 写数据子程序*******************************/ void write_data(uchar date) {while(lcd_busy()); // 忙等待lcdrs = 1;lcdrw = 0;P1=date;delay(5);lcden = 1; delay(5);lcden = 0; }/******************************LCD 初始化*******************************void lcd_init(){lcden = 0; write_com(0x38); delay(5); write_com(0x0f); delay(5); write_com(0x06); delay(5);write_com(0x01); delay(5);write_com(0x80);delay(5); write_com(0x01);}/****************************** 定时器初始化******************************* void time_init(){EA = 1;ET0 = 1;ET1 = 1;TR0 1;TR1 1; TMOD = 0x11; TH0 N0/256;TL0 = N0%256;TH1 0X3C; TL1=0XB0;}PID 算法系数装载void Pid_init()hightime= 0; //输出的占空比e1 = 0; //本次的温度差e2 = 0; //前一次的温度差e3 = 0; //两次前的温度差kp = 10; //需要根据试验确定参数ki = 5; //需要根据试验确定参数kd = 5; //需要根据试验确定参数}/****************************** 温度比较PID 算法*******************************/void pid_ys(){if(rltemp<settemp) // 如果实际温度小于设定温度值{if(settemp-rltemp>20) // 如果相差20 度(根据实际情况确定是多少){ hightime=100; // 全速加热}else //否则运行PID 算法进行平滑加热{e1 = settemp-rltemp;duk=(kp*(e1-e2)+ki*e1+kd*(e1-e2*2+e3))/10; // 式( 1) 因为Kp 是10，输入放大了10 倍，所以duk 的输出结果需要除以10 uk = uk+duk;式( 1)与上面提到的公式类似y(k) = y(k-1)+(Kp+Ki+Kd)*e(k)-(Kp +2*Kd)*e(k-1) + Kd*e(k-2) 可以写成y(k)-y(k-1)=(kp*(e(k)-e(k))+ki*e(k)+kd*(e(k)-e(k-1)*2+e(k-2)) 式( 1)中duk 相当于y(k)-(k-1)if(uk>100) uk = 100;else if(uk<-100) uk = -100;if(uk<0){hightime=-uk;else{hightime=uk;}e3 = e2;e2 = e1;}}if(rltemp>=settemp) // 如果实际温度大于设定值{if(rltemp-settemp >0) //只要实际温度与设定值不相等{//设置饱和控制，}hightime=0; //停止加热}else /{e1 = rltemp-settemp; duk=(kp*(e1-e2)+ki*e1+kd*(e1-e2*2+e3)); uk = uk+duk;if(uk>100)uk = 100;else if(uk<-100)uk = -100;e3 = e2;e2 = e1;}}} /****************************** 主函数*******************************/void main(){uint i;time_init();// 定时器初始化Pid_init(); // PID 初始化lcd_init();// LCD 初始化table1[5]=0x43;table1[4]=0xdf;table1[2]=0x2e; //小数点摄氏度符号ASCII 码for(i=0;i<15;i++) //带循环第一行显示"Real-time Temp:"{write_data(table[i]);delay(20);}while(1){t=data1*196/100;table1[3]=(t%100)%10+0x30;table1[1]=(t%100)/10+0x30;table1[0]=t/100+0x30; // 以上温度数据转化rltemp = t;// 给PID 算法装载实际值write_com(0x80+0x45);// 写LCD 第二行的初地址for(i=0;i<5;i++) // 该循环显示温度值{write_data(table1[i]);delay(20);}pid_ys() ;//运行温度比较PID 算法}}/******************************温度采集转换的定时中断0.5s 刷新一次数据*******************************/ void timer0() interrupt 1{uint j;j++;if(j==20){OE = 0;START = 0;_nop_();START = 1;_nop_();START = 0;while(EOC==0);OE = 1;_nop_();data1 = P0;_nop_();OE = 0;j = 0;TH0=N0/256;TL0=N0%256;}/******************************PWM 波输出的定时中断*******************************/ void timer1() interrupt 3{if(++count<=(hightime))pwm=0;else if(count<=100){pwm=1;}elsecount=0;TH1=0x3c;TL1=0xb0;}}。