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关于pid控温和温度的滞后性

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 楼主| 发表于 2007-7-18 07:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
pid, 温度, 控温, 控制, 传感器
我做一个设备&nbsp;&nbsp;里面有一个部分是控制水温&nbsp;&nbsp;用的是pid算法&nbsp;<br />加热设备是220v300w的加热棒&nbsp;没有制冷设备&nbsp;&nbsp;&nbsp;温度传感器用的是是18B20&nbsp;<br />实践以后发现温度滞后性很大&nbsp;加热停止后水温还在上升&nbsp;&nbsp;温度总比设定的温度高出几度&nbsp;&nbsp;由于第一次搞温度控制&nbsp;&nbsp;心里没有思路&nbsp;&nbsp;请问做过控温的老手我应该怎么办。&nbsp;
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 楼主| 发表于 2007-7-18 07:55 | 显示全部楼层

补充

补充一下&nbsp;&nbsp;我的温度精度要求不高&nbsp;&nbsp;&nbsp;控制温度在+&nbsp;-0.5度即可
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发表于 2007-7-18 09:12 | 显示全部楼层

你的“控制温度在+ -0.5度”的要求并不低

&nbsp;&nbsp;你的“控制温度在+&nbsp;-0.5度”的要求并不低，要达到“控制温度在+&nbsp;-0.5度”传感器的分辨率必须高于“+&nbsp;-0.5度”显然你的传感器分辨率不够。<br />&nbsp;&nbsp;温控系统要减少滞后你得从传感器，加热器等各个环节想办法，但彻底消除滞后是不可能的，所以滞后系统的控制是一个很复杂的问题，所以才有了前馈控制，施密特控制等各种控制方法的出现。如果你已选择了PID，那就是参数的整定问题。
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发表于 2007-7-18 09:40 | 显示全部楼层

楼上说的对，呵呵，温度控制其实是控制领域内很经典的问

大滞后，非线性，控制起来很难，如楼上所说，可以用前馈，施密特，还有内模控制，或者预测控制都是有效的，但是鲁棒性都没有pid好，另外水温本身是有一个温度梯场的，整个水箱的温差都不止0.5度，你要哪一点的温度为准呢？那又何来控制到0.5度的办法？而且在只有加热没有散热的系统中，环境温度的影响是非常大的，可能在冬天超调就很小，但到了夏天就超调很厉害，这个就像用手推气球，你要每次都推到一样的高度，不是那么容易的，呵呵
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 楼主| 发表于 2007-7-18 12:52 | 显示全部楼层

发愁

这是我毕业后第一次做控温的东西&nbsp;&nbsp;自己也不要求做的多完善&nbsp;<br />希望能做出来成品就知足了<br />因此传感器和算法就不准备改了&nbsp;毕竟时间有限&nbsp;我的经验水平也有限&nbsp;&nbsp;依旧用18b20和pid算法<br />我只是希望尽量减小误差&nbsp;&nbsp;如果+&nbsp;-0.5度也不能达到的话&nbsp;&nbsp;也可以再降低<br /><br />我用的是单相可控硅移相触发的办法&nbsp;&nbsp;是否还有别的好办法？&nbsp;<br />pid的参数应如何改进？<br /><br />设备本身是带制冷压缩机的&nbsp;&nbsp;但我做兼职&nbsp;&nbsp;不能把制冷设备拿回家来做&nbsp;&nbsp;<br />只能在家做个控温的实验品&nbsp;&nbsp;拿给老板来看&nbsp;&nbsp;他觉得控温可以了才能通过&nbsp;&nbsp;&nbsp;否则&nbsp;还得用原来的AI708温控表&nbsp;&nbsp;尽管那个表也不太准<br /><br />显然&nbsp;&nbsp;温度比预设高好几度&nbsp;这样的成果是通不过的&nbsp;&nbsp;&nbsp;这是我发愁的地方<br /><br />感谢朋友们的解答&nbsp;&nbsp;对于一个新手来说&nbsp;&nbsp;我希望得到更多的信息<br /><br /><br />&nbsp;
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发表于 2007-7-18 18:37 | 显示全部楼层

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“温度总比设定的温度高出几度”，&nbsp;超调。<br />超调的原因是控制对象的滞后很大。<br />&nbsp;xuyaqi&nbsp;和&nbsp;tjsheep&nbsp;说得很对，你的算法需要改进。如果“传感器和算法就不准备改了”，那你就是在做办不到的事。
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发表于 2007-7-18 19:28 | 显示全部楼层

楼主，用模糊吧，这个算法简单点，而且调整容易

我曾经用差分模糊算法，可控硅加ad590加冷凝管加搅拌器把一个电饭锅的水控制在正负1度的范围内的，你可以试试
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发表于 2007-7-18 19:59 | 显示全部楼层

简直开玩笑

用可控硅移相控制应该是完全可以达到控制精度的,只是刚开始搞,就一下搞定根本不可能,也许几年...也许.......<br /><br />最好的办法就是买一个好的智能温控仪就行了,传感器用Pt100好了
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 楼主| 发表于 2007-7-18 20:53 | 显示全部楼层

准备改进下算法

看了大家的留言&nbsp;&nbsp;很感谢&nbsp;&nbsp;也很受启发<br /><br />看来我的算法和传感器都有不足<br /><br />准备先改进算法试试&nbsp;&nbsp;&nbsp;模糊控制&nbsp;或者&nbsp;史密斯控制<br />&nbsp;<br />我也知道刚开始搞就一下搞定不可能&nbsp;&nbsp;我会尽力的&nbsp;&nbsp;希望近期有所收获&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
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发表于 2007-7-19 16:27 | 显示全部楼层

温度控制，感觉

控制主要依靠经验参数。有几个问题：<br />水的多少变不变？有没有搅拌之类的装置？<br />环境温度变化大不大?<br />多做试验，估算出系统的温升特点，减短控温周期。<br />总之还是比较麻烦的。<br />但是你既然说总是高几度，这就是规律啊，调整下控制参数，将温升曲线下移不行？
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 楼主| 发表于 2007-7-19 19:36 | 显示全部楼层

冷却和搅拌

听了大家的建议<br />明白了没有搅拌装置和冷却装置&nbsp;&nbsp;是个重大问题&nbsp;首先准备把这两样制备齐全了<br />再说&nbsp;&nbsp;<br /><br />
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发表于 2007-7-19 19:51 | 显示全部楼层

hoho,搅搅更健康……

  
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 楼主| 发表于 2007-7-24 00:22 | 显示全部楼层

加入了制冷

周六&nbsp;&nbsp;把家里的饮水机拆了&nbsp;发现里面的冷水装置是一套完整的制冷设备：空气压缩机&nbsp;散热排&nbsp;&nbsp;毛细铜管&nbsp;&nbsp;功率75W&nbsp;&nbsp;&nbsp;于是把这套东西拆了下来给自己用&nbsp;&nbsp;目的是减少超调&nbsp;&nbsp;&nbsp;只是可惜饮水机以后只有热水没有冷水了<br /><br />周日&nbsp;去看妈妈爸爸&nbsp;把爸爸鱼缸里的水泵拿来回来&nbsp;做搅拌用&nbsp;目的使水温平衡&nbsp;&nbsp;<br /><br />周一&nbsp;晚上&nbsp;&nbsp;把设备都接好&nbsp;开始实验&nbsp;&nbsp;pid算法没变&nbsp;&nbsp;18b20传感器也没变&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<br />增加了制冷以后&nbsp;&nbsp;超调明显减少&nbsp;&nbsp;从以前的好几度变到+&nbsp;-0.2度&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;误差估计控制在+&nbsp;-1度以内&nbsp;&nbsp;这样的指标应该能通过老板那关的&nbsp;&nbsp;<br /><br />以后&nbsp;&nbsp;算法我还是准备改进&nbsp;&nbsp;正在学习模糊算法&nbsp;&nbsp;&nbsp;18b20&nbsp;我觉得还不错&nbsp;虽然误差大些+&nbsp;-0.5&nbsp;&nbsp;但整体电路简单&nbsp;也不用调零校准&nbsp;&nbsp;系统不容易产生误差&nbsp;&nbsp;很适合我这样的新手&nbsp;<br /><br />先对和我一样新手做一个小小的总结&nbsp;&nbsp;：制冷设备在控温系统里很重要<br /><br />&nbsp;<br />&nbsp;&nbsp;
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发表于 2007-8-5 21:49 | 显示全部楼层

呵呵，加油，可惜了你的饮水机了

俺家的饮水机还没有制冷功能呢
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发表于 2007-8-5 23:31 | 显示全部楼层

要点：

1、用PT100<br />2、加入搅拌<br />3、加入制冷<br />4、仔细调整参数
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发表于 2007-9-3 16:21 | 显示全部楼层

如果你在上海,能不能认识一下呢

我的工作和你的有些关系,能否认识一下
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发表于 2007-9-3 16:59 | 显示全部楼层

认识问题

1，加热时间常数小，停止加热冷却时间常数大，两个时间常数相差很大，不对称造成的。<br />2，加热过程加大微分作用，减小或去除积分作用，根据误差及误差速率及方向，动态改变P,I,D参数；<br />3，允许的话，加搅拌<br /><br />彭建学&nbsp;&nbsp;上海
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发表于 2007-9-5 10:49 | 显示全部楼层

检测点的位置也是个问题。要综合考虑上面的各种意见

  
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