原来的测试间温度调节系统是由简单的人机界面和PID控制器连接，用PID控制器连接传感器等，PID表上可以直接编程，而人机界面仅作为显示等简单功能，并不能实现完成编程算法的功能。本课题在了解现有PID算法以及PID算法和组态软件如何结合的背景下，拟在人机界面使用其附带的PID模块，直接在人机界面编入PID的所需的算法程序，然后直接由软件连接传感器等硬件，实现对晗差实验室温度的调节。这样在硬件上可以省去PID控制器直接对传感器操作，使设备更加简洁，同时也节省了设备成本，在软件上控制晗差实验室的温度可以使操作更加快捷方便，能实时监控晗差实验室的现状，浅显易懂。84576

数字PID控制算法

由于近年来微机技术的迅猛发展,实际应用中大多数采用数字PID控制器。其中经常采用的有位置式和增量式PID控制算法。

1。位置式PID控制算法

由于计算机是一种采样控制,它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量,因此公式中的积分和微分项不能直接使用,需要进行离散化处理。这种算法的缺点是,由于全量输出,每次输出均与过去的状态有关,计算时要对e(k)进行累加,计算机运算工作量大。而且,因为计算机输出的u(k)对应的是执行机构的实际位置,如计算机出现故障,u(k)的大幅度变化,会引起执行机构位置的大幅度变化,这种情况往往是生产实践中不允许的,在某些场合,还可能造成重大的生产事故,因而产生了增量式PID控制算法。

2增量式PID控制算法

所谓增量式PID是指数字控制器的输出只是控制量的增量△u(k)。当执行机构需要的是控制量的增量时,可由式(1一10)导出提供增量的PID控制算式。采用增量式算法时,计算机输出的控制增量△u(k)对应的是本次执行机构位置(例如阀门开度)的增量。对应阀门实际位置的控制量,目前采用较多的是利用算式u(k)=u(k一l)十△u(k)通过软件来完成。增量式控制虽然只是算法上作了一点改进,却带来了不少优点:

(l)由于计算机输出增量,所以误动作时影响小,必要时可用逻辑判断方法去掉。

(2)手动/自动切换时冲击小,便于实现无扰动切换。此外,当计算机发生故障时,由于输出通道或执行装置具有信号的锁存作用,故能仍然保持原值。

(3)算式中不需要累加。控制增量△u(k)的确仅与最近k次的采样值有关,所以较容易通过加权处理而获得比较好的控制效果。

但增量式控制也有其不足之处:积分截断效应大,有静态误差,溢出的影响大。

本课题以晗差实验室为研究对象，针对控制机理的不足提出改进的温度控制方案，对该方案进行硬件选型、软件设计、设备连接等。了解所用PID控制器的原理与过程，熟悉组态软件的使用，熟悉各个硬件设备的连接，然后编写晗差实验室改进方案，其次在组态软件上编入PID的程序，通过传感器等设备的连接达到直接控制晗差实验室温度的方法，调试软件，测试硬件，完成软件设计和硬件连接后，阐明软件和硬件设备的选择理由，阐述软件的设计原理和使用方法、连接设备的方法。运用软件实现温度调节，所设计充分结合了控制算法与调节、测控、自动控制、组态软件等技术，更直观、更具体地表现了晗差实验室的步骤方法。

1。在广泛阅读和查询了国内外文献、书籍、技术资料的基础上，概述PID控制的原理和现状，以及发展趋势。

2。熟悉晗差实验室的工作过程，熟悉组态软件的使用方法，在了解现有PID控制的方法，以及PID控制和组态软件结合的方法的背景下，提出晗差实验室温度控制的改进方案，以实现用软件调控实现实验室温度调节的目的。 测试间温度PID调节系统设计开题报告:http://www.youerw.com/kaiti/lunwen_100485.html