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【前言】

冷链设备，就涉及到温度的精准控制，这篇分享一下我是如何分享利用PID进行精准的温度控制的。

首先分享常用PID算法：

①PI算法：

特点：

从时域上看，只要存在偏差，积分就会不停对偏差积累，因此稳态时误差一定为零

不足：比例与积分动作都是对过去控制误差进行操作， 不对未来控制误差进行预测，限制了控制性能。

PI调节将比列调节的快速反应与积分调节消除静差的特点结合，实现好的调节效果。

PI调节适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、 工艺参数不允许有静差的系统。

②PD算法：

适用于舵机快速响应

对于惯性较大的对象，常常希望能加快控制速度， 此时可增加微分作用。

特点：

比例控制对于惯性较大对象，控制过程缓慢，控制品质不佳。比例微分控制可提高控制速度，对惯性较大对象，可改善控制质量，减小偏差，缩短控制时间。

理想微分作用持续时间太短， 执行器来不及响应。实际使用中，一般加以惯性延迟，称为实际微分。

PD 调节以比例调节为主，微分调节为辅，PD调节是有差调节。

PD 调节具有提高系统稳定性、抑制过渡过程最大动态偏差的作用。

PD 调节有利于提高系统响应速度。

PD 调节抗干扰能力差，一般只能应用于被调参数 变化平稳的生产过程。

微分作用太强时，容易造成系统振荡。

③PID算法：

将比例、积分、微分三种调节规律结合在一起， 只要三项作用的强度配合适当，既能快速调节，又能消除余差，可得到满意的控制效果。

特点：

PID 控制作用中，比例作用是基础控制；微分作用是 用于加快系统控制速度；积分作用是用于消除静差。

只要比例、积分、微分三种控制规律强度配合适当， 既能快速调节，又能消除余差，可得到满意控制效果。

Kp 较小时，系统对微分和积分环节的引入较为敏感，积分会引起超调，微分可能会引起振荡，而振荡剧烈的时候超调也会增加。

Kp 增大时，积分环节由于滞后产生的超调逐渐减小，此时如果想要继续减少超调可以适当引入微分环节。继续增大 Kp 系统可能会不太稳定，因此在增加 Kp 的同时引入 Kd 减小超调，可以保证在 Kp 不是很大的情况下也能取得较好的稳态特性和动态性能。

Kp 较小时，积分环节不宜过大，Kp 较大时积分环节也不宜过小（否则调节时间会非常地长），当使用分段PID ，在恰当的条件下分离积分，可以取得更好的控制效果。原因在于在稳态误差即将满足要求时，消除了系统的滞后。因此系统超调会明显减少。

以上内容摘自：https://blog.csdn.net/name_longming/article/details/115093338

【实验用到的器材】

1、半导体制冷采用清正源科技降温制冷方案服务商提供的

2、电源驱动模块，为PWM调节电子开关控制板

3、电源，495W的12V服务器电源，最大可以提供40A的电流。

4、保温箱采用一个30cm*25cm*25cm的泡沫保温箱。

组装好后的实验环境：

【实例PID的系数确定】

本次我的PWM的溢出值为10 000，通过调观察，设置三个系数为：

#define KP 7000.0           // 比例系数
#define KI 150           // 积分系数
#define KD 6         // 微分系数

控制代码如下：

void PID_Control(double Now,double Set){
  /*PID算法*/

		Error = Now - Set ;
		integral += Error;
		derivative = Error - LastError;
		PWM = KP * Error + KI * integral + KD * derivative;// 
		printf("pwm1 value:%.1f\r", PWM);
		LastError = Error;
		/*约束占空比的值*/
		if(PWM > 10000){
			PWM = 10000;
		}else if(PWM < 0){
			PWM=0;
		}
		/*更新占空比*/
		printf("PWM set:%df\n",(uint32_t)PWM);
		__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim4,TIM_CHANNEL_4,PWM);
	
}

实验效果：

【实验总结】

STM32H7S78-DK，结合PID算法，可以实现精准的温度控制。