設計并制作一個軟件仿真PID溫度控制系統(tǒng)。

二、設計目的

1.采用PID控制

2.軟件仿真一階慣性系統(tǒng)

3.能通過圖表觀察溫度曲線變化

4.能實驗溫度動畫演示

5.能修改PID參數(shù)，進行整定

三、實驗設備與元器件

PC機                                                                                                                                                                                                   一臺

MCGS軟件                                                                                                                                                                                     一套

• 實驗原理
  

4.1控制過程實現(xiàn)：

4.2控制PID增量式算法：

4.3一階慣性離散形式：

五、控制系統(tǒng)設計方案

5.1根據(jù)實驗原理設置相關數(shù)據(jù)變量

5.2設計動畫組態(tài)即用戶窗口

左上角用于設定不同PID參數(shù)和溫度；

左下角用于實時顯示溫度變化；

右邊儀器用于顯示溫度變化動畫。

5.3設置策略的進行條件與循環(huán)周期

循環(huán)周期為0.1s，當設定溫度不為0時進行控制即運行循環(huán)策略。

5.4根據(jù)PID和一階慣性算法設置運行策略腳本程序

設計過程：1，根據(jù)增量式PID算法寫出響應的增量式方程，建立輸出值反饋到PID控制器給定值，并根據(jù)給定值計算輸出控制量，并保留好前兩次的變量，以供下次計算用。前面五行為PID控制器。

2.用程序語言寫出一階慣性系統(tǒng)的離散形式，將輸出值與PID輸出控制量建立聯(lián)系。最后              一行為一階慣性離散形式。

六、調(diào)試結(jié)果

6.1未設置溫度時（一開始溫度為0）不運行策略，既為0度。

6.2設置PID參數(shù)然后設置溫度，可見溫度變化曲線出現(xiàn)超調(diào)。

6.3改變設定值，可見控制過程，如下圖所示。

6.4試湊法改變PID參數(shù)，使超調(diào)量消失，達到好的控制效果

可見k=0.9  ti=0.8  td=0.0時效果較好，符合要求。

七、總結(jié)

1.完成并實現(xiàn)了控制要求，調(diào)節(jié)PID使得系統(tǒng)響應達到較好。

2.通過本次MCGS系統(tǒng)設計進一步熟悉了MCGS數(shù)字設計方法，并學會了再MCGS中的PID程序編寫和軟件一階慣性系統(tǒng)搭建。

3.初次使用MCGS發(fā)現(xiàn)，MCGS容易上手，功能簡潔，對于開關控制及畫面切換實現(xiàn)起來比較容易，建立數(shù)據(jù)庫也比較直觀容易。

4.還有一個好處就是MCGS全面支持中文，定義變量也能使用中文，提供了極大的便利。

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