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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-UAN之间
变化,如图3所示,这种调节方法称为定频调宽法。将位置式或者增量式PID算法的结果
U
U
对模拟量的连续控制转化为U
U
对时间量的连续控制,使用双向可控硅直接控
制加热管工作电流的导通与断开。
Trigger
UOUT双向可控硅
UAU
加热管
U
图2双向可控硅加热控制电路
图3脉宽调制电压输出示意图
4、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,
f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。为了合理地处理系统响应速度(即加热速度)与系统稳定性之间地矛盾,我们把温度控制分为两个阶段。
(1)(2)
图4温度控制的动态响应过程PID调节前阶段
在这个阶段,因为温区的温度距离设定值还很远,为了加快加热速度,双向可控硅与发热管处于满负荷输出状态,只有当温度上升速度超过控制参数“加速速率”,双向可控硅才关闭输出。“加速速率”描述的是温度在单位时间的跨度,反映的是温度升降的快慢,如图4所示。用“加速速率”限制温升过快,是为了降低温度进入PID调节区的惯性,避免首次到达温度设定值(SV)时超调过大。
在这个阶段,要么占空比K0双向可控硅关闭;要么占空比K100%双向可控硅全速输出。PID调节器不起作用,仅由“加速速率”控制温升快慢。PID调节阶段
在这个阶段,PID调节器调节输出,根据偏差值计算占空比(0-100%),保证偏差EV趋近于零即使系统受到外部干扰时,也能使系统回到平衡状态。
四、实验内容1、采用正交实验的方法来确定PID参数。
初始时,各PID参数取值为:KP1410,KI010510,KD1510,PID参数整定的目的是找到一组使温控系统的超调值小、响应快、稳态精度高的参数值,由于初始实验各组参数所产生的超调值相差不大,因此,将稳定在70℃±1℃的时间作为本次实验的实验指标。
表1正交实验的设计
实验号123456789
空列111222333
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