💥1 概述
本实验是温度控制的反馈控制应用。特别是，本实验讲解：
手动和自动控制的区别 生成动态数据的
步进测试 拟合动态数据以构建简单的一阶加死区时间 （FOPDT） 模型
从标准调整规则
获取 PID 控制的
参数 调整 PID 控制器以提高性能
稳定性分析
具有第一性原理
的动态建模 动态数据对账
模型预测控制
要使用PID控制器进行台式过程控制实验以保持热敏电阻的温度，按照以下步骤进行：
1. 准备工作
- 确保你有一个能够测量温度并输出电信号的热敏电阻。
- 准备一个PID控制器，可以是硬件设备或者是软件模拟器。
- 确保你有一个控制元件，比如加热器或冷却器，来调节热敏电阻的温度。
2. 设定目标温度
- 确定你要维持的目标温度。这可以是一个固定的温度值，或者是一个可变的设定点，取决于你的实验要求。
3. 连接和配置PID控制器
- 将热敏电阻连接到PID控制器的输入端口，以便测量电阻的温度。
- 配置PID控制器的参数，包括比例系数（Proportional）、积分时间（Integral）、微分时间（Derivative）等，以实现合适的控制效果。
4. 设置反馈控制
- 通过将PID控制器的输出连接到控制元件（加热器或冷却器），使其能够根据热敏电阻的温度误差进行调节。
- 程序中也需要实时读取热敏电阻的温度值，并将其作为反馈信号提供给PID控制器。
5. 调整PID参数
- 根据实验情况和反馈控制效果，逐步调整PID控制器的参数，以获得更好的温度控制性能。
- 可以尝试不同的比例、积分和微分参数组合，并观察温度的稳定性和响应速度。
6. 运行实验
- 启动PID控制器，并记录温度的变化情况。
- 分析实验结果，评估PID控制器的性能，并根据需要进行参数调整和优化。
请注意，PID控制器的配置和调整需要根据具体的实验需求和系统特性进行。在实验过程中，可能需要对控制器参数进行多次调整和优化，以达到期望的控制效果。
📚2 运行结果
部分代码：
% --- Executes just before PID_GUI is made visible. function PID_GUI_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin) % This function has no output args, see OutputFcn. % hObject handle to figure % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % varargin command line arguments to PID_GUI (see VARARGIN) % Choose default command line output for PID_GUI handles.output = hObject; % Update handles structure guidata(hObject, handles); % UIWAIT makes PID_GUI wait for user response (see UIRESUME) % uiwait(handles.figure1); % Create xlabel xlabel(handles.axes1,'Time','FontWeight','bold','FontSize',14,'Color',[0 0 0]); % Create ylabel ylabel(handles.axes1,'Temperature (F)','FontWeight','bold','FontSize',14,'Color',[0 0 0]); % Create title title(handles.axes1,'Transistor Temperature','FontSize',15,'Color',[0 0 0]); % Set y limits ylim(handles.axes1,[50,180]); % --- Outputs from this function are returned to the command line. function varargout = PID_GUI_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) % varargout cell array for returning output args (see VARARGOUT); % hObject handle to figure % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Get default command line output from handles structure varargout{1} = handles.output; % --- Executes on button press in start_button. function start_button_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to start_button (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % --- Executes on button press in action_button. function action_button_Callback(hObject, eventdata, handles) % hObject handle to action_button (see GCBO) % eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB % handles structure with handles and user data (see GUIDATA) % Hint: get(hObject,'Value') returns toggle state of action_button button_state = get(hObject,'Value'); if button_state == get(hObject,'Max') %Clear Previous Data cla(handles.axes1); clearvars time temperature time_out data_out; %Switch Button Text set(handles.action_button,'String','Stop'); set(handles.save_text,'Visible','off'); %%Set up COM Port disp('Initializing Connection')
🎉3 参考文献
部分理论来源于网络，如有侵权请联系删除。
[1]徐娟娟,陈晨,杨洪军.基于PID控制和遗传算法的半导体激光器温控系统[J].沈阳工业大学学报,2017,39(04):449-453.
[2]郝永德,赵欣腾,赵书明.热敏电阻高温特性测试系统[J].仪表技术与传感器,2014(11):79-81.
[3]徐娟娟,陈晨,杨洪军.基于PID控制和遗传算法的半导体激光器温控系统[J].沈阳工业大学学报,2017,39(04):449-453.
