如何解决温度控制的超调问题？

只看该作者 · 2022-2-11 13:15

问题背景:
1.要保持一个腔体的温度恒定，例如一个20立方厘米的立方体，在其某2个表面贴装加热块，在其某2个表面贴装制冷块和散热风扇。
2.在以上情况下，对温度进行控制，例如现在温度是10℃，要将其恒定在30℃，势必会出现温度加热超调的问题，大家是怎么解决的呢？

只看该作者 · 2022-2-11 13:31

PID会超调？

只看该作者 · 2022-2-11 14:30

PID也会超调，因为温升是一个过程，反馈会比较慢。

2万 · 2022-2-11 16:49

PID，控制好参数，尽量减少超调，一般升温速度快，则超调也相对会大一些。

1万 · 2022-2-11 17:20

检测温度精度得足够高，控制精度也必须足够。一般要比允许控制误差精度高一个数量级。
这样才有可能写好软件

只看该作者 · 2022-2-11 21:07

Ziegler-Nichols method就是确定PID中P、I、D三个参数的值，first method是根据阶跃响应的特性来推导，second method则是利用超调震荡幅度和周期来推算PID三个参数的值。

只看该作者 · 2022-2-12 09:34

PID控制设置好参数，可以在到达设定温度前就降低加热功率，从而避免超调的问题的。到市面上买一个试试就知道了

1万 · 2022-2-12 13:22

sxy4517 发表于 2022-2-11 14:30
PID也会超调，因为温升是一个过程，反馈会比较慢。

超调就是指过冲吧？

只看该作者 · 2022-2-12 14:26

ezcui 发表于 2022-2-12 13:22
超调就是指过冲吧？

嗯，会的。

只看该作者 · 2022-2-12 14:26

coody 发表于 2022-2-11 16:49
PID，控制好参数，尽量减少超调，一般升温速度快，则超调也相对会大一些。 ...

嗯，还是得选择PID来控制啊。

只看该作者 · 2022-2-12 14:27

R2D2 发表于 2022-2-11 21:07
Ziegler-Nichols method就是确定PID中P、I、D三个参数的值，first method是根据阶跃响应的特性来推导，seco ...

嗯，还是得选择PID来控制啊。

只看该作者 · 2022-2-12 14:28

mailshichao 发表于 2022-2-12 09:34
PID控制设置好参数，可以在到达设定温度前就降低加热功率，从而避免超调的问题的。到市面上买一个试试就知 ...

嗯，是的啊。

1万 · 2022-2-12 17:23

sxy4517 发表于 2022-2-12 14:26
嗯，会的。

惯性与惰性是没法彻底解决的

只看该作者 · 2022-2-12 23:02

我就纳了闷了，关于PID中国的教科书就教一些拉普拉斯变换这些能折磨学生的知识，但是Ziegler-Nichols method这种最简单的整定方法都不教，出来的学生啥也不会干。

只看该作者 · 2022-2-13 08:38

R2D2 发表于 2022-2-12 23:02
我就纳了闷了，关于PID中国的教科书就教一些拉普拉斯变换这些能折磨学生的知识，但是Ziegler-Nichols metho ...

嗯，是啊。大学就是大概学一学。

只看该作者 · 2022-2-13 11:25

R2D2 发表于 2022-2-12 23:02
我就纳了闷了，关于PID中国的教科书就教一些拉普拉斯变换这些能折磨学生的知识，但是Ziegler-Nichols metho ...

不是不想教，大多数其实是自己也不清楚吧！PID控制位置式和增量式有啥区别？控制中加热膜采用直流供电和交流供电影响大不大？采样周期放大或缩小对控制有何影响？控制周期放大或缩小对控制有和影响？系统延时较大时需要调整哪些参数才能较好地克服延时对加热精度和稳定性带来的影响？
你看到的加热系统很简单，一个传感器，一个加热棒就搞定了，但要正真做好加热系统在各种场合的控制其实并不简单，没有实践过有时光靠老师讲是理解不了那么深的，对于大多数学电子电气的学生来说，画好PCB，写好单片机程序已经不是个简单的事了，要想再花额外的精力去搞PID控制算法、各种滤波算法就有点强人所难了！

1万 · 2022-2-13 15:02

本帖最后由 wh6ic 于 2022-7-27 09:57 编辑

嗯，退出了。不好意思哈

1万 · 2022-2-13 16:01

主要是加热器与传感器的温度延时，要有强制热散热的机制，使温度分布更均匀。其他加热功率是要可调的。温度离目标温度越近，功率越小。当然跟调节时间要求快慢有关。越快超调越严重。主要是延时。

只看该作者 · 2022-2-13 16:25

zyj9490 发表于 2022-2-13 16:01
主要是加热器与传感器的温度延时，要有强制热散热的机制，使温度分布更均匀。其他加热功率是要可调的。温度 ...

说得对。

只看该作者 · 2022-2-13 17:39

首先，PID是可以没有超调的！因为你可以适当优化飞升特性。
其次，即使采用PID，由于你你使用了“大偏差”投入自动方式，所以，稳态控制参数认为很好，无法满足启动过程的大偏差控制，这个可以采用定值分段接近的方法避免给PID带来“大偏差”扰动。当然方法很多，这是比较简单的办法。
再次，过程控制是个历史悠久的控制话题，有很多控制策略可采用，总能做到完全不超调，而且最快达到目标值。