计算机控制温度闭环控制实验,温度闭环控制实验

温度闭环控制实验

一．实验要求

基于实验的要求具体而言，在确定PID控制器参数设置时，请考虑以下指标：包括加温速率及其上升时间、超调量、调节时间和误差四项内容，并相应地设定积分型控制量

实现温度闭环控制，观察温度控制曲线。温度闭环控制系统原理框图见图7-1。

图 7-1 温度闭环控制系统原理框图

二．实验目的

1． 巩固闭环控制系统的基本概念。

2． 掌握温度的一种采集方法。

3． 掌握 PID 算法数字化的方法和编程。

4． 了解、掌握消除系统积分饱和的‘遇限削弱积分法’ 使用方法。

三．实验说明

温度闭环控制系统原理框图见图 7-1。

当输入温度U(k)接入至系统时（将设定界面调节为设定目标值），与实时测得的温度U(t)进行对比（以参考基准判断两者的一致性）。

该设备的AD590温度信号采集模块与Mod/Num转换器B8的输出值相比，在计算机中使用PID算法对差值e(t)进行处理。

解算成U(t)，并形成数字化输出U(k)对温度模块加热，达到温度闭环控制。

风扇作为一个非线性元件，并未参与温度闭环控制过程，并仅用于实现对受控对象的快速降温

四．实验内容及步骤

1、设计温控加热和冷却电路，并画出原理图。

将电路模块连接至控制箱；启动 LABACT 程序；进入控制系统菜单后选择温度闭环控制实验项目。

启动实验操作,随后会显示温度示波器界面.点击启动按钮后会自动加载相关源文件,然后按下发送键即可.

启动后依次设置温度参数、积分量阈值以及PID调节系数；随后提交操作即可完成温度闭环调节过程

当程序运行时，在线可调节温度设置、积分限值以及PID控制系数；然后点击发送以触发温度闭环控制。

制，无须点击停止；只有在需观察实验结果时，才需点击停止。

实验步骤：

(1)实验测孔联线：

1 定时中断 B9输出(OUT2)→B9 输入(IRQ6)

(2)运行、观察、记录：

在该实验的显示界面中，“控制系数”栏的比例系数kp（从0.0到2.0），以及调节器的积分时间ti（范围为1至99秒），均可进行设置

节器的微分时间TD(0~99S)和积分量

阀值0 E (0_{2000)，以及‘温度’参数(1}70℃)均可

用户可在界面上自行调整，旨在实现理想的实验结果。如需在控制过程中更改这些系数和参数，则更改后

只要再次点击“发送”键，即可使实验机按照新的控制系数和设定参数运行。

该实验已规定采样周期 T=2 秒，该实验的显示界面中：

已设定：Kp=0.9 ， TI =20 S ，TD =50 S ， 0 E =1500 ，‘温度’=65℃ 。

当控制过程运行时

的右上角显示)，将观测到整个温度闭环控制曲线。

该实验的显示界面顶端区域呈现有温度控制运行时长xx秒的信息，在每次按下"发送"键的操作下会将启动时间为零并开始计时。

该系统将同时呈现位置型PID控制器调节器输出数值（范围在0至255之间）。这两项数据对于全面观察整个实验过程将提供重要的支持

很大帮助。

(3)冷却：在运行中，改变‘温度’参数为‘1℃’后，再次点击“发送”键将启动风扇转动，进行

冷却。

绘制温度闭环控制曲线图(调整参数设置，在不同颜色标记多组数据曲线，并标注调节时间值和超调幅度值)