模拟PID控温电路(转)
最近一度练习PID大法到走火入魔,于是无意中画出了如下电路不知对大家有没有帮助。分享这个电路不是说用它取代软件PID控制电路,只是透过相关的模块电路提升大家的模电知识。以及对PID的透彻理解。如果有高人认为自己的软件很牛逼请绕行!本人不懂软件本人是傻×一枚。
根据我的理解先来解释一下什么是PID。先问大家一个简单的问题:有一个简单的温度控制系统,他的加热输出功率(控制PWM占空比)和采样温度、目标温度三者之间的关系为:输出功率=(目标温度 - 采样温度)*常数K。请大家预言一下这个控制系统的温度最终会稳定在某一个温度值吗,这个温度值是在目标值以上还是目标值以下?
关于以上的两个问题请大家不要急于查看下文的答案,一定要设身处地的去想一想完整的控制过程。好了留一段空间让大家思考,提示:这个问题类似于数学上的求函数最大最小值,自变量为(目标温度 - 采样温度),因变量为:输出功率。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
上面的,假设刚开始工作的时候采样温度很低远低于目标温度,也就是“(目标温度 - 采样温度)*常数K” 很大,大到足以使输出占空比饱和也就是输出功率100%,此时温度必然上升,但是随着采样温度的上升输出功率又会减小,当输出功率减小到不能使温度再升高的时候,此时温度稳定不变,温度一旦稳定根据公式“输出功率=(目标温度 - 采样温度)*常数K” 输出功率也将稳定。此时控温系统达到恒温状态。由于当采样温度>=目标温度时,输出功率<=0,所以温度将稳定在目标温度以下,稳定温度与目标温的距离和“常数K”有关,K越大距离越近,K越小距离越远。但是K太大会导致温度持续振荡无法稳定。这就是 “PID” 控制中的 “P” 比例控制。今天先到这里,未完待续。。。
参考电压