恒温摇床温温度控制程序设计

改进算法实现程序流程如图11所示。图中SP代表设定值；PV代表实时测量温度；P为设置的比例带大小，等于Kp的倒数。由图11可以看出：通过计算SP和PV的误差值，与所设定的比例带进行比较，在下比例带外禁止积分，以防止积分累积导致系统产生振荡，系统全功率输出，使摇床箱体内温度迅速升高。随着时间推移，当误差值降低到设定阈值0.7P时，调用微分先行算法，改变输出加热电阻丝的功率，使温度缓慢上升。当温度升高到设定值以上范围时，调用变速积分算法。当偏差大于设定值0.9P时，减小积分作用为0；当偏差小于设定值0.2P时，增大积分作用。当温度上升超过上比例带外时，主控制器输出的PWM波形占空比为0，即加热电阻丝不工作，同时使积分作用清零，依靠环境降温。在每个控制周期内，控制系统采用相同的控制策略，输出比例、积分和微分组成的控制量。

恒温摇床加热温度控制系统采用铂电阻温度传感器PT100采集摇床箱体温度，通过主控制器内部实现的PID算法控制加热系统，系统运行过程温度参数经过LabVIEW内部集成的显示控件进行实时监控。设计的控制算法经过软件实现并部署在主控制系统中，选取高温50°C、中温35°C进行系统测试，采用LabVIEW显示控件对温度参数进行实时监控，结果表明：温度控制精度为±0.1°C，达到预设目标，可提高国内低价恒温摇床的温控精度。