PID溫度控制系統(tǒng)源序程序

ID:76686 · 發(fā)表于 2015-4-12 02:29

溫度控制電子小制作，要想得到比較好的控制效果，本介紹的PID溫度控制系統(tǒng)源序程序，是你不錯(cuò)的參考實(shí)例。PID是比例,積分,微分的縮寫, 比例調(diào)節(jié)作用：是按比例反應(yīng)系統(tǒng)的偏差,系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差,比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用用以減少偏差。比例作用大,可以加快調(diào)節(jié),減少誤差,但是過大的比例,使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降,甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。積分調(diào)節(jié)作用：是使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差,提高無差度。因?yàn)橛姓`差,積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行,直至無差,積分調(diào)節(jié)停止,積分調(diào)節(jié)輸出一常值。積分作用的強(qiáng)弱取決與積分時(shí)間常數(shù)Ti,Ti越小,積分作用就越強(qiáng)。反之Ti大則積分作用弱,加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降,動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢。積分作用常與另兩種調(diào)節(jié)規(guī)律結(jié)合,組成PI調(diào)節(jié)器或PID調(diào)節(jié)器。微分調(diào)節(jié)作用：微分作用反映系統(tǒng)偏差信號(hào)的變化率,具有預(yù)見性,能預(yù)見偏差變化的趨勢(shì),因此能產(chǎn)生超前的控制作用,在偏差還沒有形成之前,已被微分調(diào)節(jié)作用消除。因此,可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。在微分時(shí)間選擇合適情況下,可以減少超調(diào),減少調(diào)節(jié)時(shí)間。微分作用對(duì)噪聲干擾有放大作用,因此過強(qiáng)的加微分調(diào)節(jié),對(duì)系統(tǒng)抗干擾不利。此外,微分反應(yīng)的是變化率,而當(dāng)輸入沒有變化時(shí),微分作用輸出為零。微分作用不能單獨(dú) 使用,需要與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律相結(jié)合,組成PD或PID控制器。

源程序：

/***********************************************************************
PID溫度控制程序
程序說明：
系統(tǒng)上電后顯示 “--溫度”
表示需要先設(shè)定溫度才開始進(jìn)行溫度檢測(cè)
溫度設(shè)定完畢后程序才開始進(jìn)行PID溫控
***********************************************************************/
#include <reg52.h>
#include <absacc.h>
#include"DS18B20.H"
#include"PID.H"
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
unsigned char code tab[]=
{
0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xBF
}
;
/*個(gè)位0~9的數(shù)碼管段碼*/
unsigned char code sao[]=
{
0x7f,0xbf,0xdf,0xef
}
;
//掃描碼
uchar set=30,keyflag=1 ; //set初始化為30° keyflag為進(jìn)入溫度設(shè)定的標(biāo)志位
//4個(gè)按鍵使用說明
sbit key_out=P1^0 ; //用于溫度設(shè)定后的退出
sbit key_up=P1^1 ; //設(shè)定溫度加
sbit key_down=P1^2 ; //設(shè)定溫度減
sbit key_in=P1^3 ; //在程序的運(yùn)行中如需要重新設(shè)定溫度按下此鍵才能進(jìn)入設(shè)置模式并且此時(shí)是停在溫度控制的,按下key_out鍵后才表示設(shè)定完畢
void Show_key();
/***********************************************************/
void delays(unsigned char k)
{
unsigned char i,j ;
for(i=0;i<k;i++)
for(j=0;j<50;j++);
}
/*********************************************************
//數(shù)碼管顯示函數(shù)
P0口作為數(shù)據(jù)口
P2口的低四位作為掃描口
變量 x表示掃描
d表示是否要加小數(shù)點(diǎn) 為1是為0不加
y表示傳遞的數(shù)值
*********************************************************/
LCD_disp_char(uchar x,bit d,uchar y)
{
P2=0XFF ;
P0=0xFF ;
if(d==0)
P0=tab[y];
else
P0=tab[y]&0x7f ; //與上0x7f表示是否要加小數(shù)點(diǎn)
P2=sao[x]; //打開掃描端號(hào)
}
/*********************************************************
按鍵掃描
*********************************************************/
void keyscan(void)
{
if(key_in==0) //按鍵進(jìn)入函數(shù)
{
delays(10); //延時(shí)消抖 (以下同)
if(key_in==0)
{
while(key_in==0)
{
Show_key(); //如果一直按著鍵不放就一直顯示在當(dāng)前狀態(tài) (以下同)
}
keyflag=1 ; //按鍵標(biāo)志位
}
}
/***********************/
if(key_out==0) //按鍵退出
{
delays(10);
if(key_out==0)
{
while(key_out==0)
{
Show_key();
}
keyflag=0 ;
set_temper=set ;
}
}
/*************************/
if(key_up==0) //設(shè)定溫度的加
{
delays(10);
if(key_up==0)
{
while(key_up==0)
{
Show_key();
}
if(keyflag==1)
{
set++;
if(set>90) //如果大于90°就不在加
set=90 ;
}
}
}
/*************************/
if(key_down==0) //溫度設(shè)定的減
{
delays(10);
if(key_down==0)
{
while(key_down==0)
{
Show_key();
}
if(keyflag==1)
{
set--;
if(set<30) //溫度減到30°時(shí)不在往下減
set=30 ;
}
}
}
}
/*********************************************************************
按鍵按下時(shí)的顯示函數(shù)
***********************************************************************/
void Show_key()
{
output=1 ;
LCD_disp_char(3,0,10); //顯示 -
delays(3);
LCD_disp_char(2,0,10); //顯示- (表示溫度設(shè)定 )
delays(3);
LCD_disp_char(1,0,set/10); //顯示溫度十位
delays(3);
LCD_disp_char(0,0,set%10); //顯示溫度個(gè)位
delays(3);
}
/*****************************************************************/
void main()
{
unsigned int tmp ;//聲明溫度中間變量
unsigned char counter=0 ;
PIDBEGIN(); //PID參數(shù)的初始化
output=1 ; //關(guān)閉繼電器輸出
while(1)
{
keyscan();
if(keyflag)
{
Show_key(); //顯示溫度設(shè)定
}
else
{
if(counter--==0)
{
tmp=ReadTemperature();//每隔一段時(shí)間讀取溫度值
counter=20 ;
}
LCD_disp_char(3,0,tmp/1000); //顯示溫度十位
delays(3);
LCD_disp_char(2,1,tmp/100%10); //顯示溫度個(gè)位
//顯示小數(shù)點(diǎn)
delays(3);
LCD_disp_char(1,0,tmp/10%10); //顯示溫度小數(shù)后一位
delays(3);
LCD_disp_char(0,0,tmp%10);//顯示溫度小數(shù)后二位
delays(3);
P2=0XFF ;
P0=0xff ;
compare_temper(); //比較溫度
}
}
}
/**********************************************************************************************************************************************/

復(fù)制代碼

另外一個(gè)文件：

//PID算法溫控C語言2008-08-17 18:58
#ifndef _PID_H__
#define _PID_H__
#include<intrins.h>
#include<math.h>
#include<string.h>
struct PID
{
unsigned int SetPoint ;
// 設(shè)定目標(biāo) Desired Value
unsigned int Proportion ;
// 比例常數(shù) Proportional Const
unsigned int Integral ;
// 積分常數(shù) Integral Const
unsigned int Derivative ;
// 微分常數(shù) Derivative Const
unsigned int LastError ;
// Error[-1]
unsigned int PrevError ;
// Error[-2]
unsigned int SumError ;
// Sums of Errors
}
;
struct PID spid ;
// PID Control Structure
unsigned int rout ;
// PID Response (Output)
unsigned int rin ;
// PID Feedback (Input)
sbit output=P1^4;
unsigned char high_time,low_time,count=0 ;
//占空比調(diào)節(jié)參數(shù)
unsigned char set_temper ;
void PIDInit(struct PID*pp)
{
memset(pp,0,sizeof(struct PID)); //PID參數(shù)初始化全部設(shè)置為0
}
unsigned int PIDCalc(struct PID*pp,unsigned int NextPoint)
{
unsigned int dError,Error ;
Error=pp->SetPoint-NextPoint ;
// 偏差
pp->SumError+=Error ;
// 積分
dError=pp->LastError-pp->PrevError ;
// 當(dāng)前微分
pp->PrevError=pp->LastError ;
pp->LastError=Error ;
//比例
//積分項(xiàng)
return(pp->Proportion*Error+pp->Integral*pp->SumError+pp->Derivative*dError);
// 微分項(xiàng)
}
/***********************************************************
溫度比較處理子程序
***********************************************************/
void compare_temper()
{
unsigned char i ;
//EA=0;
if(set_temper>temper)
{
if(set_temper-temper>1)
{
high_time=100 ; //大于1°不進(jìn)行PID運(yùn)算
low_time=0 ;
}
else
{ //在1°范圍內(nèi)進(jìn)行PID運(yùn)算
for(i=0;i<10;i++)
{
//get_temper();
rin=s;
// Read Input
rout=PIDCalc(&spid,rin); //執(zhí)行PID運(yùn)算
// Perform PID Interation
}
if(high_time<=100) //限制最大值
high_time=(unsigned char)(rout/800);
else
high_time=100;
low_time=(100-high_time);
}
}
/****************************************/
else if(set_temper<=temper) //當(dāng)實(shí)際溫度大于設(shè)置溫度時(shí)
{
if(temper-set_temper>0)//如果實(shí)際溫度大于設(shè)定溫度
{
high_time=0 ;
low_time=100 ;
}
else
{
for(i=0;i<10;i++)
{
//get_temper();
rin=s ;
// Read Input
rout=PIDCalc(&spid,rin);
// Perform PID Interation
}
if(high_time<100) //此變量是無符號(hào)字符型
high_time=(unsigned char)(rout/10000);
else
high_time=0 ;//限制不輸出負(fù)值
low_time=(100-high_time);
//EA=1;
}
}
}
/*****************************************************
T0中斷服務(wù)子程序，用于控制電平的翻轉(zhuǎn) ,40us*100=4ms周期
******************************************************/
void serve_T0()interrupt 1 using 1
{
if(++count<=(high_time))
output=0 ;
else if(count<=100)
{
output=1 ;
}
else
count=0 ;
TH0=0x2f ;
TL0=0xe0 ;
}
void PIDBEGIN()
{
TMOD=0x01 ;
TH0=0x2f ;
TL0=0x40 ;
EA=1 ;
ET0=1 ;
TR0=1 ;
high_time=50 ;
low_time=50 ;
PIDInit(&spid);
// Initialize Structure
spid.Proportion=10 ;
// Set PID Coefficients
spid.Integral=8 ;
spid.Derivative=6 ;
spid.SetPoint=100 ;
// Set PID Setpoint
}
#endif

復(fù)制代碼

ID:74826 · 發(fā)表于 2015-4-29 15:51

p1.4口接的是什么

ID:56948 · 發(fā)表于 2015-5-10 15:41

既然把程序貼出來了，為什么只貼程序的片段呢，這樣對(duì)其他人也沒有什么意義啊

ID:79943 · 發(fā)表于 2015-5-15 10:19

溫度控制電子小制作，要想得到比較好的控制效果，本介紹的PID溫度控制系統(tǒng)源序程序，是你不錯(cuò)的參考實(shí)例。PID是比例,積分,微分的縮寫, 比例調(diào)節(jié)作用：是按比例反應(yīng)系統(tǒng)的偏差,系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差,比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用用以減少偏差。比例作用大,可以加快調(diào)節(jié),減少誤差,但是過大的比例,使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降,甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。積分調(diào)節(jié)作用：是使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差,提高無差度。