基于PID的电热水壶温度系统的设计与实现.pdf

超星·期刊
第22卷第21期
电子设计工程
2(014年11月
Vol 22
No,21
Eclectronic Design Engineering
Nov,2014
基于PID的电热水壶温系的设计与实现
聂茹
(华南理工大学广州学院电子信息工程学院,广东广州510800)
摘要:恒温控制技术在现代エ农业生产领域和日常生活中已广泛应用,恒温控制得好坏直接
影响着工业的安全生产、效率和质量。利用数字PID算法在电热恒温水壶中的应用,实现了对电热水壶进行恒温控
制。由于水温检測具有局部性,加热中的水温度不均匀,模拟控制中检测环节误差较大,而用数字PID系统能实现智
能化检測分析控制,硬件相对简单很多。
关键词:数字PID;温;智能;控制
中图分类号:TN6
文献标识码:A
文章编号:1674-6236(2014)21-0045-03
Design and implementation of electric kettle temperature system based on PID
NE Ru
College of lectronic information engineering, Guangzhou College of South China Uniersity of Technology
Guonghou 510800, Chino
Abstract: The constant temperature control technology has been widely used in modern industrial and agricultural production
and daily life applications, constant temperature control directly affects the safety, efticiency and quality of industry
Application of the digital PID algorithm in temperature in kettle, realizes the temperature control of electric heating kettle
Because Ihe waler temperature detection is local, heating waler temperalure is not uniform, large delection error in analog
control, and the use of digital PID system can realize the intelligent detection and analysis of control, the hardware is
Key words: digital PID: constant temperature: intelligent: control
温度的测量与控制是日常生活与生实践中常见的课
题,在工业生产、航空航犬等领域,温度控制的水平直接关系
数字PID基本原理
着生产效率、产品质量以至设备与人员生命的安危。红外探
字控制器的连绩化设计是忽略控制回路中所有的零
测器是红外测温仪的关键部件,在种类众多的红外探测器阶保持器和采样器,在时域中按连续系统进行初步设计,求
中,各种热电制冷型红外探测器如 Hgcdte红外探测器以其出连绫控制器,然后通过某种近似,将连续控制器离散化
灵度高、响应快、高可靠性与稳定性、制冷快、方便易用等数字控制器,并由计算机来实现
特点,在各种红外測试设备中得到了广泛的应用。由于这种
在工业控制系统中,常常采用如图1所示的PD控制
探测器的工作温度对响应的影响很大,而且口前专门为之设規律
计的控制器产品比较少,因此有必要开发·种高精度的专用
温度控制器。PID控制是最早发展起来的控制策略之一,其
被拧对
结构简单、鲁棒性好、可靠性高,被厂广泛应用于工业控制过
程,尤其是能够建立精确数学楔型的确定性控制系统。随着
图1闭环控制系统
微处理器的发展,体积小功能强的智能式控制器得釗越来越
Fig. 1 Closed-loop control system
广泛的应用。
PID控制规律用公式可以表示为:a(r)=Kple()+e
本设计中的实驗平台采用“热得快”加热器、对瓶装水进
加热。通过d1820温度传感器采集实时水温,输出数字(r)d+T。+dc(
量到STC89C52单片机,通过输出占空比变化的PWMI控制
固态继电器通断。给定值和测量值作比较后通过数字PID算
按偏差的比例、积分、微分进行控制的控制器称为PD控
制器。よ中r(t)为系统给定值,c(t)为实际输出,a(t)为控制
法输出PWM
量。PID控制解決了自动控制理论所要解决的最为基本的问
收稿日期:201.3-12-23
稿件编号:2(01312192
作者简介:聂茹(1982ー),女,江西古安人,硕士,讲师。研究方向:智能控制