PID控制如何改善输出的平滑度？

Nathan_Mr

背景介绍：最近做一个温度控制的，设定温度是室外温度T1，波动比较大。需要控制的是一个自带冷却功能的金属板，使金属板温度T2和室外温度T1保持一致。金属板背面贴加热膜，通过改变加热电流I大小来改变加热功率。当金属板温度低于室外温度时（T2<T1），对金属板进行加热（I>0）；当金属板温度高于室外温度时（T2>T1），金属板停止加热（I=0），依靠自身冷却功能进行降温。依靠PID算法实现。

存在问题：
现在如果单单做到控温的话问题不大，控制的温差也比较小，但是加热电流会在一个较大的范围内波动，极端的可能会出现开关式的加热，对我的计算结果有较大影响。我需要的是加热电流是一个相对平滑些的渐变过程，当然相对地会牺牲一些温差控制的精度。
已尝试过先对温度T1做移动平均处理，对结果略有改善，但对温度响应会产生少许延迟影响。另外对PID参数的整定也没有好的办法，可能参数的设定也并不合适；用分段PID的话也还使需要PID参数整定。

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上海老王

每次有人提问这个，我就送一张网上淘来的图给TA

qqkkdok

我觉得，是否可以在加热条件触发后，做个加热标准延时，标准延时时间*系数，通过调整系数来调整总延时时间，达到间隔均匀加温的状态。

Nathan_Mr

qqkkdok 发表于 2020-9-26 15:08
我觉得，是否可以在加热条件触发后，做个加热标准延时，标准延时时间*系数，通过调整系数来调整总延时时间 ...

嗯，这是一个思路。我的采样时间间隔是1s，需要记录每一时刻的加热电流，所以每个延时也都是1s。按照你的延时方法，下一循环估计得加很多判断条件，我试试看。

开在边缘

你既然已经用pid来计算了，那就不要想其他东西了，关键是把pid的3个系数调整好。

如果按照你说的“加热电流会在一个较大的范围内波动”，那就代表d这个系数偏小了。反应到实际情况中，就是当温度上升速度较快的时候，d这个系数可以减小电流，不至于让温度上升太过头。

Nathan_Mr

开在边缘 发表于 2020-9-26 17:09
你既然已经用pid来计算了，那就不要想其他东西了，关键是把pid的3个系数调整好。

如果按照你说的“加热电 ...

我用matlab建模模拟了下，理论效果还行，到实际中去测又跳的厉害。根据实测结果去调真的是考研耐心和技术，调了很久也不是很理想。这个微分项的系数我再按你说的试试，希望能改善些。

qqkkdok

Nathan_Mr 发表于 2020-9-26 15:47
嗯，这是一个思路。我的采样时间间隔是1s，需要记录每一时刻的加热电流，所以每个延时也都是1s。按照你的 ...

实际上，测量有时也会有误差，如果只测量一次，测量结果会有跳动偏差，不如高速测量多次，求平均值，这样测量的结果才相对准确和稳定，对后面PID也才会比较可靠和准确。

Nathan_Mr

qqkkdok 发表于 2020-9-27 11:56
实际上，测量有时也会有误差，如果只测量一次，测量结果会有跳动偏差，不如高速测量多次，求平均值，这样 ...

恩是的，之前用的热敏电阻，热容小，随温度跳动厉害，1s采样6次然后取了平均，会好很多。热敏电阻准确度低，后面准备换成PT100，准确度会高些。

Nathan_Mr

上海老王 发表于 2020-9-28 12:02
每次有人提问这个，我就送一张网上淘来的图给TA

谢谢，这个很直观。原理是懂的，就是具体调起来比较麻烦，这种设定值是固定的还好一些。