【正文】 主要根據(jù)制冷加熱要求輸出信號實現(xiàn)觸發(fā)相應(yīng)光耦，并且關(guān)閉 T1 中斷，以防止在電源兩次零點間再次進 T1 中斷，防止誤操作，保證控制精度 [10]。 PID 調(diào)節(jié)算法程序和程序流程圖PID 控制即比例、積分、微分控制。自 19 世紀(jì) 40 年代開始以來，廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中，長期以來，由于其結(jié)構(gòu)簡單、實用、價格低，在廣泛的過程領(lǐng)域內(nèi)可以實現(xiàn)滿意的控制。溫控系統(tǒng)將熱電偶實時采集的溫度值與設(shè)定值比較，差值作為 PID 功能塊的輸入。PID 算法根據(jù)比例、積分、微分系數(shù)計算出合適的輸出控制參數(shù)，利用修改控制變量誤差的方法實現(xiàn)閉控制，使控制過程連續(xù)，是很普通的調(diào)節(jié)方法。其優(yōu)點是算法簡單、魯棒性好。其缺點是現(xiàn)場 PID 參數(shù)整定麻煩，被控對象模型參數(shù)難以確定，外界干擾會使控制漂離最佳狀態(tài) [11]。多年以來,在過程控制中,PID 調(diào)節(jié)器是應(yīng)用最為廣泛的一種自動控制器。在計算機用于生產(chǎn)過程以前,連續(xù)過程控制系統(tǒng)中采用的氣動、液動和電動的 PID 調(diào)節(jié)器幾乎一直占壟斷地位。由最優(yōu)控制理論可以證明,它能適應(yīng)不少工業(yè)對象的控制要求,故至今仍然是一種最基本的控制方式。計算機的出現(xiàn)和它在過程控制中的應(yīng)用使這種情況開始有所改變。然而在目前,即使在過程計算機控制中,PID 控制仍然是應(yīng)用最廣泛的控制方法 [12]。本系統(tǒng)的控制算法即采用了數(shù)字 PID 算法。 在連續(xù)控制系統(tǒng)中,PID 調(diào)節(jié)器是一種應(yīng)用最廣泛的控制器,如圖 34 所示,其中比例控制 P 為比例系數(shù) Kp 乘誤差信息 e(t)；積分控制 I 即用積分系數(shù) Ki 乘誤差信號的積分值；微分控制 D 是用微分系數(shù)乘以 de(t)/dt 即：U(t)=Kpe(t)+Ki∫e(t)dt+Kdde(t)/dt （8）其中,kp=1/ ,ki=1/Ti,kd=Td, 為比例帶,Ti 為積分時間,Td 為微分時間,U(t)為控??制量,e(t)為被控量 y(t)與給定值 r(t)的偏差 [13]。P I D被控對象R ( t ) e ( t ) u ( t ) Y ( t )圖 33 PID 控制系統(tǒng)原理圖數(shù)字 PID 調(diào)節(jié)器中的比例控制作用可減小誤差,積分作用可消除偏差,使穩(wěn)態(tài)誤差為河北科技師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計18零,而微分控制作用可減少輸出響應(yīng)超調(diào)量。為了便于計算機實現(xiàn) PID 控制算法,必然把公式改寫成差分方程: （9）?? ????nj neTdeTineKpu0 )]}1()[/()/(){)(其中,u(n)為第 n 時刻的控制量,T 為采樣周期,n 為采樣序號,n=0,1,2,…；e(n1)和e(n)分別為第(n1)和第 n 次采樣所得的偏差。式（9）稱為理想微分 PID 數(shù)字調(diào)節(jié)器,由此式可知,數(shù)字 PID 調(diào)節(jié)器的輸出 u(n)也和執(zhí)行機構(gòu)的位置對應(yīng),故稱此式為位置型算式。為了編制程序方便,也可將公式 2 改寫為：u(n)=u(n1)+Kp[E(n)E(n1)]+KiE(n)+Kd[E(n)2E(n1)+E(n2)] (10)其中,u(n1)為第(n1)時刻的控制量。稱公式（10）為增量型算式。采用增量型算式計算 u(n)的優(yōu)點是,編制程序簡單,歷史數(shù)據(jù)可以遞推使用,且占用存儲單元少,運算速度快 [14]。本系統(tǒng)控制算法既用的公式（10） 。 PID 參數(shù)整定 PID 參數(shù)的整定對控制效果至關(guān)重要，參數(shù)整定方法很多，在系統(tǒng)研制過程中我們采用了比較經(jīng)典的高橋參數(shù)整定公式 [15]。在已知連續(xù)對象單位階躍響應(yīng) y(t)或 y(k)情況下，如圖 11 所示，找到相鄰兩個采樣點之間的最大差值：hmax=y(k0)y(k01) （11）及對應(yīng)采樣點 k0,則高橋參數(shù)整定經(jīng)驗公式為：L0=k0y(k0)/hmax （12）Ki=(L0+)2Kp=(L0+1)Ki/2Kd=～式中 L0 見圖 11。L0T 相應(yīng)于對象的滯后。河北科技師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計19y ( k )L o Tt ( s )hm a x圖 34 單位階躍響應(yīng)特性 算法程序和程序流程圖PID 算法程序是根據(jù)設(shè)定溫度與實際測量溫度的偏差以及偏差的變化趨勢和過程計算輸出，然后控制溫度根據(jù)其計算結(jié)果查定時器時間初值，PID 算法程序流程見圖 35。保護現(xiàn)場5 D H 置位 ？D P T R 指向制冷參數(shù)存儲單元D P T R 指向制熱參數(shù)存儲單元計算 E （ n ）計算 K p [ E ( n ) E ( n 1 ) ]計算 K p [ E ( n ) E ( n 1 ) + K i E ( n ) ]計算 K p [ E ( n ) E ( n 1 ) ] + K i E ( n )+ K d [ E ( n ) 2 E ( n 1 ) + E ( n 2 ) ]計算 u （ n ）返回NY圖 35 PID 算法流程圖河北科技師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計20結(jié)論溫度控制系統(tǒng)是比較成熟的系統(tǒng)，由于時間和經(jīng)驗的不足，技術(shù)水平有限，系統(tǒng)軟硬件設(shè)計均不太完善。系統(tǒng)設(shè)計研制過程中的主要問題是：鉑電阻非線性化、采用 PID算法時調(diào)節(jié)時間和超調(diào)量之間的矛盾。隨著控制方法的發(fā)展，除經(jīng)典的 PID 調(diào)節(jié)外，還有模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等，可以采用兩種以上控制方法相結(jié)合的方法進一步提高系統(tǒng)的控制精度。臨近畢業(yè)，我發(fā)覺我的知識比我剛?cè)雽W(xué)校時長進不少，但我還有我自己的不足，不管在學(xué)校還是在工作單位，仍然要不斷的努力，不斷的更新自己的能力。參考文獻(xiàn)[1] 胡乾斌，李光斌等. 單片微型計算機原理與應(yīng)用 [M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2022.[2] [J]. 國外電子元器件， 2022,04：25 [3] 康華光主編. 電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分[M]. 第四版. 北京 : 高等教育出版社，1999.[4] 曹漢房主編. 數(shù)字電路與邏輯設(shè)計[M]. 第四版. 武漢 : 華中科技大學(xué)出版社，2022.[5] 謝自美主編. 電子線路設(shè)計? 實驗?測試[M]. 第二版. 武漢: 華中科技大學(xué)出版社，2022.[6] 沙占友，[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社,2022： 168 [7] 邱玉春,[J]. 電子產(chǎn)品世界 ,2022,5.[8] :人民郵電出版社,1998[9] [J].科技通報,2022,1:39.[10] 王兆安,[M].:機械工業(yè)出版社,2022,2:150.[11] PID 的智能溫度控制系統(tǒng)[J].福建電腦,2022,8:36.[12] PID 在溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].工業(yè)科技,2022,4:52.[13] 王建輝,[M].:冶金工業(yè)出版社,2022,1:187—198.[14] 楊智, PID 自整定溫度控制器及實現(xiàn)[J].化工自動化及儀表,2022,(21):59—61.[15] PID 控制算法研究[J].遼寧大學(xué)學(xué)報,2022,4。369—370.致謝半個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計已圓滿結(jié)束，在這幾個月中，我經(jīng)歷了很多事，也接觸了很多河北科技師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計21人，不管怎么說，我在此對每位曾經(jīng)幫助過我或指導(dǎo)過我的人表示衷心地感謝。感謝學(xué)校的精心安排和指導(dǎo)老師的用心輔導(dǎo)，以及各位曾經(jīng)教育我、傳授我知識的老師，因為有他們的辛勤付出才有我知識的累積。特別要感謝我的指導(dǎo)老師——馬繼偉和藺志鵬老師。在他們的指導(dǎo)和啟發(fā)下，我圓滿地完成了本科階段的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)