6 2.1.2 加热时间控制方式所谓加热电压控制方式,就是通过对加热元件两端的通电时间的控制,来实现对炉内温度的控制。由于控制加热时间方式只控制通电时间,不涉及控制电压的相关电路,所以电路比电压控制较为简单。又因为选用 Proteus 作为仿真软件,在该软件中,可选用 Heater 作为加热、温度敏感元件的集成元件,大大降低了设计电路的复杂度, 所以选用第二种方案比较合适,即控制加热时间的方式。 2.2 PID 算法系统方案 PID 控制将比例、积分和微分控制整合到一个控制器中,它是一个非常普遍的控制策略,对过程控制有为有用。模拟 PID 控制器运用差分均算放大器产生三个控制分量,并把它们相加。数字 PID 控制通过程序实现,这个程序是无限循环。 PID 的传统形式的方程为( 2.1 )所示: ) 1(????dt dE T Edt T EKu DI p (2.1) 式中 u为 PID 的控制输出, KP 为系统的比例常数, TI为积分时间常数, TD 为微分增益常数, E为误差(与设定点的偏差)。现在制造商应用的 PID 算法用 3种不同类型,如式( 2.2 )至式( 2.4 )所示: “并行”形式: ???????t EKtEKEKu D IP)( (2.2) “理想”形式: ???????t EKKtEKKEKu DPIPP)( (2.3) “级数”(相互作用)???????)1 )]( ([t EKtEKEKu D IP (2.4) 式中 u为 PID 的控制输出, KP 为系统的比例常数, TI为积分时间常数, TD 为微分增益常数, E为误差(与设定点的偏差),∑(Δ t)为所有过去误差值之和(误差与他们存在的时间相乘),Δ E/Δ t为误差变化率。在上诉 3个 PID 方程中,“并行”形式是最直观的,因为它直接将比例、积分、微分这 3个部分简单叠加。“理想”
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