为能在上位机上实时显示温度的变化曲线,调节PID系统关键参数KP,KD使系统处于最佳运行状态就显得尤为重要。图4给出了在4种情况下温度随时间变化的调试曲线。由图可知:在KP=1.5,KD=1.0(温升:20~40℃)时,超调量过大;在KP=1.2,KD=1.0(温升:40~60℃)时,由于参数过小,系统的快速性不好,反应比较迟钝;在KP=-1.3,KD=1.0(温升:30~50℃)时,由于参数过小,系统的超调量比较大,而且预测性不好,造成温度长时间超调;在KP=1.3,KD=2.0(温升:50~70℃)时,选择适中,系统的超调量很小,而且超调维持时间很短就会恢复平衡点。此时温度控制指标如下:静态误差:T≤0.5℃;分辨率:0.1℃;超调量:T≤0.5℃。这样的情况下,系统运行情况可以达到最好。
4 结 语
以单片机AT89C51为中心,设计了一种温度监控功能系统。该系统简洁,温度数据采集和运算处理十分方便简单,扩展为多路温度监控系统容易。利用单片机的串行中断,采用Delphi编制上下位机通信程序,在上位机直接实时显示温度的变化曲线,便于直接观察控制的性能。通过调试找到了使控制最优的PID参数,在此情况下,系统运行良好,表明了本系统设计的可行性和有效性。