基于STM32的积分分离PID调节

基于STM32的PID控制本文设计是基于长春艾克思科技有限公司（XTECH）设计的TEC-10A温控模块，成功的解决了PID调试中遇到的一些问题。现在就让我分享一下我调试该产品的经验。在以往很多的工程师在设计PID温控项目得时候，都会直接的引入PID的三个参量，也有很多的工程师是采用PI，也有很多的工程师是采用PD。如果只是引入PI的时候，那么对于温度偏差的变化趋势提前调节就没有了；如果我们只是引入PD调节，温度趋向平衡的时候，那么用来消除静态误差的积分项的作用就没有，仅仅依靠PD不容易消除静态误差。然而我们再设计产品的时候采用的是积分分离，积分分离就是在设定值与当前值的差值比较大的时候，我们人为的将PID中的积分项认为的将它清零，当设定值和当前值的误差较小的时候，我们再引入积分项的作用。下面我们来讨论一下PID的控制原理。1.说明一下反馈控制的原理，PID控制其实是对偏差的控制过程;2.如果偏差为0,则比例环节不起作用，只有存在偏差时，比例环节才起作用。3.积分环节主要是用来消除静差，所谓静差，就是系统稳定后输出值和设定值之间的差值，积分环节实际上就是偏差累计的过程，把累计的误差加到原有系统上以抵消系统造成的静差。4.而微分信号则反应了偏差信号的变化规律，或者说是变化趋势，根据偏差信号的变化趋势来进行超前调节，从而增加了系统的快速性。以下是我们设计的实验参数图：图（一）上图是我们没有引入积分分离的PID曲线，我们设定的温度是35度，很明显过冲的温度大约有2.6625度，并且它的温度趋向稳定的时间大约需要300多秒，耗时长，过冲温度比较大。图（二）图二是我们引入了积分分离的PID曲线，我们设定温度是35度，很明显是没有过冲温度，并且它的温度趋向稳定的时间大约只是需要90秒，相比较没有引入积分分离的温控模块，本次设计是非常完美的。以上就是项目得总结，希望大家可以一块讨论一下关于温控模块的设计，或者是对我们公司做的TEC-10A温控模块的提出宝贵的意见。