日志
一次做烟箱的经历---对PID的理解
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我们公司是做烟雾报警器的，为了检测烟雾报警器的灵敏度，特别设计制作了流水线烟箱，用于批量检测产品的灵敏度。当初的想法很简单，做一个能循环流通的箱子，置于生产线上，给箱体内一定浓度的烟，用风扇让其在箱体内循环，产品从流水线经烟箱底部流过，灵敏度在箱内烟雾浓度之下的就会报警，反之，如果产品的灵敏度偏笨，在烟雾浓度之上，则不会报警，人为挑出不报警的产品，不良品就检测出来了。
想法是好，并且箱体、产烟等硬件设备都做好了，如何控制箱体内的烟雾浓度就有点难度了。说控制有难度，是由于箱体的结构引起，为了要保证烟雾报警器在流过箱体时有足够的反应时间，结合流水线的速度，箱体的长度做到了1.6M，分上下2层。浓度检测的光敏计放大下层中间偏右一点，进烟的孔设计在箱体上层的右边。这样烟送进箱体后，需要10秒左右才能达到检测点。正由于有这么一个较长的时间迟滞，给控烟带来的挑战。
最先开始的时候，用普通方法，没到设定时加烟，到了设定时停止加烟，如此反复，由于时间的迟滞，到了该停止加烟的时候再停，已经来不及了，浓度还会继续上升，反之也一样，造成箱内烟雾浓度根本就不稳，会有设置的±20，有时甚至到±30的偏差，实在是不能使用。
在网上找了一大堆PID控制算法，依样画瓢地开始改良控制方式。开始走了很多弯路，由于对PID没有理解，始终不得其法。PID算法如下：
输出＝比列系数×误差＋积分系数×误差的累积＋微分系数×误差的差
具体到我的烟箱控制上的时候，误差就是实时浓度与设置浓度的差，误差的累积就是所有误差的累加和，误差的差就是2次误差的差值。一开始的时候，由于各个系数不知道怎样去定，纯碎用试的方法，试了2次就不想再去试了，简直是乱来，完全乱了。
后来仔细思考前面各个系数的取值方式。首先，假定系统稳定了，误差和误差的差就没有了，仅有误差的累积这一项了。而在我的系统中，最大加烟浓度是400，最大加烟时间也是400。当设值浓度是200的时候，浓度从0上升到200之间的误差累积和起码都快1000了，最先试的时候积分系数取2，显然，2×1000远大于400，所以乱套了。想到这里，积分系数是一个很小的数才对啊！于是，改小了积分系数，改成0.25，经测试，嗯，可以了，快了。然后再适当取比列系数和微分系数，整个控制才显得是那么回事。
现在的控制方法完全可以控制浓度到设置值的±2左右，只是有点小过冲，基本达到当时设计烟箱的要求。经过这次制作，对PID的控制又稍微深了一步。后续还要继续努力，以使控制更为标准，尽量减少过冲现像。
