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基于PID控制器的温度控制系统设计随着现代工业的快速发展，各种自动控制系统也得到了广泛应用。
其中，基于PID控制器的温度控制系统设计广泛应用于化工、制药、冶金等行业。
本文将从基本原理入手，详细论述基于PID控制器的温度控制系统设计。
一、PID控制器的原理PID控制器是一种经典的控制器，它采用比例、积分、微分三个控制量的组合，通过对控制量不同比例的组合，实现对被控对象的精确控制。
具体来说，PID控制器将被控对象的当前状态与期望的目标状态进行比较，计算出误差值，然后对误差值进行P、I、D三个控制量的加权计算，得到控制输出值，通过执行控制动作，使被控对象达到期望的目标状态。
其中，比例控制P以被控对象的当前状态与期望目标状态之间的误差值为输入，按比例放大输出控制信号，其控制效果主要针对误差量的大小。
积分控制I主要是针对误差值的积累程度，在误差值持续存在的情况下逐渐加大控制输出的幅度，使被控对象逐渐趋近期望的目标状态。
微分控制D主要是针对误差值的变化速度，当偏差值增加或减小的速率较快时，将适当增大或减小控制输出量的幅度，以加快误差的消除速度。
综上所述，PID控制器的优点在于能够快速消除误差，避免超调和欠调，稳定性强，且对于被控对象的性质要求不高。
因此，PID控制器成为了温度控制系统设计的主要控制器之一。
二、温度传感器的选取温度控制系统的核心是温度控制器，其中最关键的部分是温度传感器。
良好的温度传感器应具有温度响应时间短、测量范围广、精度高等特点。
其中最常用的温度传感器是热电偶和热电阻。
热电偶是一种基于热电效应的温度测量传感器，它是利用不同材料所产生的热电动势的差别测量温度。
热电偶具有灵敏度高、阻抗小、动态响应快等特点，但受到热电对、交流电干扰等因素影响较大，测量过程中容易出现漂移现象。
热电阻是一种利用金属或半导体的电阻随温度变化的特性测量温度的传感器。
热电阻具有较高的精度、长期稳定性好的特点，但响应迟缓，对于超出其量程的高温不可用。
一、概述单片机PID温度控制系统是一种利用单片机对温度进行控制的智能系统。
在工业和日常生活中，温度控制是非常重要的，可以用来控制加热、冷却等过程。
PID控制器是一种利用比例、积分、微分三个调节参数来控制系统的控制器，它具有稳定性好、调节快等优点。
本文将介绍基于单片机的PID温度控制系统设计的相关原理、硬件设计、软件设计等内容。
二、基本原理1. PID控制器原理PID控制器是一种以比例、积分、微分三个控制参数为基础的控制系统。
比例项负责根据误差大小来控制输出；积分项用来修正系统长期稳态误差；微分项主要用来抑制系统的瞬时波动。
PID控制器将这三个项进行线性组合，通过调节比例、积分、微分这三个参数来实现对系统的控制。
2. 温度传感器原理温度传感器是将温度变化转化为电信号输出的器件。
常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻、半导体温度传感器等。
在温度控制系统中，温度传感器负责将环境温度转化为电信号，以便控制系统进行监测和调节。
三、硬件设计1. 单片机选择单片机是整个温度控制系统的核心部件。
在设计单片机PID温度控制系统时，需要选择合适的单片机。
常见的单片机有STC89C52、AT89S52等，选型时需要考虑单片机的性能、价格、外设接口等因素。
2. 温度传感器接口设计温度传感器与单片机之间需要进行接口设计。
常见的温度传感器接口有模拟接口和数字接口两种。
模拟接口需要通过模数转换器将模拟信号转化为数字信号，而数字接口则可以直接将数字信号输入到单片机中。
3. 输出控制接口设计温度控制系统通常需要通过继电器、半导体元件等控制输出。
在硬件设计中，需要考虑输出接口的类型、电流、电压等参数，以及单片机与输出接口的连接方式。
四、软件设计1. PID算法实现在单片机中，需要通过程序实现PID控制算法。
常见的PID算法包括位置式PID和增量式PID。
在设计时需要考虑控制周期、控制精度等因素。
2. 温度采集和显示单片机需要通过程序对温度传感器进行数据采集，然后进行数据处理和显示。
基于pid的温度控制PID温度控制是一种广泛应用于工业和实验室中的控制技术。
PID控制器将测量的温度值与设定点进行比较，然后根据误差值调整加热器或冷却器的输出，以维持目标温度。
PID控制器实际上包含三个控制参数：比例常数（P）、积分常数（I）和微分常数（D）。
在本文中，我们将讨论如何使用PID控制器进行温度控制。
P控制器比例常数（P）是PID控制器的第一个参数，用于控制输出和误差之间的线性关系。
当误差越大时，输出信号就会更强。
P控制器可以用很少的硬件实现，通常只需要一个放大器或比较器。
但是，在实际应用中，P控制器可能会产生过量的振荡，导致温度控制不稳定。
这是因为P控制器只考虑当前误差值。
如果瞬态误差消失，温度就会过估计，从而导致振荡。
积分常数（I）是PID控制器的第二个参数，用于消除稳态误差。
I控制器考虑过去的误差值，并根据这些值来调整输出。
这种控制器通常用于需要严密控制的应用，例如温度控制或压力控制。
由于I控制器需要存储先前的误差值，因此需要更多的硬件支持。
微分常数（D）是PID控制器的第三个参数。
D控制器考虑误差的变化率，即误差如何随时间变化。
当误差变化很快时，D控制器将增加输出信号大小。
D控制器适用于需要快速响应时间的应用程序，例如锅炉控制或温度控制。
PID控制器是以上三种控制器的组合。
当用于温度控制时，此类控制器称为PID温度控制器。
当误差很大时，P控制器将提供最大输出。
I控制器逐渐增加输出，以消除稳态误差。
最后，D控制器通过预测误差的速度变化来减少输出随时间而增加的速度。
PID控制器实际上是一种综合，可通过调整三个控制参数来实现最佳响应。
总结PID控制器是一种广泛应用于温度控制的控制技术。
它包含比例常数（P）、积分常数（I）和微分常数（D）等三个控制参数。
虽然单独使用这些控制器，可能会产生不稳定的输出，但是组合使用它们，则可以得到更稳定和更快的响应时间。
对于温度控制来说，PID控制器是一种常见但有效的控制技术，能够提供高度精确的温度控制。
基于PID的温度控制系统设计PID（比例-积分-微分）控制系统是一种常见的温度控制方法。
它通过测量实际温度和设定温度之间的差异，并相应调整加热器或冷却器的输出来控制温度。
在本文中，将介绍PID控制系统的基本原理、设计步骤和实施细节，以实现一个基于PID的温度控制系统。
一、基本原理PID控制系统是一种反馈控制系统，其核心思想是将实际温度值与设定温度值进行比较，并根据差异进行调整。
PID控制器由三个部分组成：比例控制器（P），积分控制器（I）和微分控制器（D）。
比例控制器（P）：根据实际温度与设定温度之间的差异，产生一个与该差异成正比的输出量。
比例控制器的作用是与误差成正比，以减小温度偏差。
积分控制器（I）：积分控制器是一个与误差积分成比例的系统。
它通过将误差累加起来来减小持续存在的静态误差。
积分控制器的作用是消除稳态误差，对于不稳定的温度系统非常有效。
微分控制器（D）：微分控制器根据温度变化速率对输出进行调整。
它通过计算误差的变化率来预测未来的误差，并相应地调整控制器的输出。
微分控制器的作用是使温度系统更加稳定，减小温度变化速率。
二、设计步骤1.系统建模：根据实际温度控制系统的特点建立数学模型。
这可以通过使用控制理论或系统辨识技术来完成。
将得到的模型表示为一个差分方程，包含输入（控制输入）和输出（测量温度）。
2.参数调整：PID控制器有三个参数：比例增益（Kp）、积分时间（Ti）和微分时间（Td）。
通过试验和调整，找到最佳的参数组合，以使系统能够快速稳定地响应温度变化。
3.控制算法：根据系统模型和参数，计算控制器的输出。
控制器的输出应是一个与实际温度偏差有关的控制信号，通过改变加热器或冷却器的输入来调整温度。
4.硬件实施：将控制算法实施到硬件平台上。
这可以通过使用微控制器或其他可编程控制器来实现。
将传感器（用于测量实际温度）和执行器（用于控制加热器或冷却器）与控制器连接起来。
5.调试和测试：在实际应用中，进行系统调试和测试。
基于PID算法的水温控制系统设计
PID（比例-积分-微分）是一种常用的控制算法，可用于实现对水温的控制。
恒温控制系统的工作原理是：将传感器测量到的温度值与目标温度值进行比较，然后计算出一个控制信号，通过执行器控制加热器的输出功率，使水温维持在目标温度值附近。
以下是使用PID算法的水温控制系统的设计流程：
1. 确定系统参数：首先需要确定控制周期、传感器类型、执行器类型等参数。
2. 指定控制目标：设定所需的目标温度值，例如35℃。
3. 设计控制算法：使用PID算法来计算控制信号，其基本公式为：控制信号 = KP × (错误值) + KI × (错误值累积) + KD ×(误差变化)，其中KP、KI和KD分别为比例、积分和微分系数。
4. 实现控制循环：实现一个控制循环，周期性读取传感器测量值、计算控制信号，并根据控制信号与执行器的特性来调整温度。
5. 调整参数并测试：将PID算法中的KP、KI和KD参数调整到最优值，并进行多次测试，以确认控制系统的性能稳定可靠。
基于PID控制算法的温室温度控制系统设计与优化温室温度对于植物的生长发育起着至关重要的作用。
然而，在不同季节或气候条件下，温室内的温度往往难以保持在理想范围内，这就需要一个高效可靠的温室温度控制系统来实现温室内的温度调节。
本文将介绍基于PID控制算法的温室温度控制系统的设计与优化。
PID控制算法，即比例-积分-微分控制算法，是一种经典的控制算法，广泛应用于工业过程控制中。
它通过根据系统当前状态和期望状态之间的差异，计算出一个控制信号来调节输出，以保持系统的稳定性和准确性。
温室温度控制系统的设计主要包括传感器、执行器和控制器三个部分。
传感器用于实时采集温室内的温度数据，执行器用于调节温室内的温度，而控制器则根据传感器采集的数据和设定的目标温度，计算出执行器的控制信号。
在PID控制算法中，比例项用于根据当前温度与目标温度的差异来计算控制信号的大小，积分项用于根据温度偏差的累积误差来消除静差，微分项用于根据温度变化的速率来预测未来的温度变化趋势。
通过调节PID控制算法中的三个参数，即比例系数、积分时间和微分时间，可以实现对温室温度的精确控制。
在设计温室温度控制系统时，首先需要选择合适的传感器和执行器。
温度传感器应具有高精度和快速响应的特点，以便能够准确测量温室内的温度变化。
执行器可以选择电热器、风扇或冷却设备等，根据温室的大小和温度变化幅度来确定。
接下来是PID控制器的参数调节。
常见的方法是进行试错调整法，通过不断调整比例系数、积分时间和微分时间，观察温室温度的变化情况，逐步优化控制效果。
比例项的增大会使控制器对温度差异更敏感，但可能会引起震荡；积分项的增大可以消除静差，但可能会导致超调和温度震荡；微分项用于预测未来的温度变化趋势，使控制器更加稳定。
除了PID控制算法的参数调节，还可以考虑采用模糊逻辑控制、遗传算法等优化方法来进一步提高温室温度控制系统的性能。
模糊逻辑控制通过将温度误差与设定的规则进行模糊化，利用专家经验和模糊推理算法来计算控制信号。
pid温控仪原理
PID温控仪是一种基于PID控制算法的温度调节装置。
其原理是通过不断监测被控对象的温度变化，并根据设定的温度值和当前温度值之间的差异来调整控制器的输出信号，从而实现温度的精确控制。
PID控制算法是由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部
分组成的。
比例控制通过根据当前温度与设定温度之间的差异来调整输出，使温度更接近设定值。
积分控制通过累加温度差异的历史，能够消除比例控制的偏差，达到更准确的温度控制。
微分控制则通过判断温度变化的速率，来预测温度趋势并及时调整输出，以避免控制系统的过冲现象。
在PID温控仪中，传感器用于检测被控对象的实时温度，并
将信号传输给控制器。
控制器对传感器信号进行采样，并与设定温度进行比较，得到温度误差，然后根据PID控制算法计
算出相应的控制信号。
控制信号通过执行机构（如继电器或可调电阻）输出到被控对象上，从而调整温度。
PID温控仪具有良好的控制精度和稳定性，广泛应用于各个领
域的温度控制应用中。
根据不同的实际应用需求，PID温控仪
还可以配备其他功能模块，如触摸屏显示、通信接口、报警功能等，以满足用户的需求。
通过PID温控仪的精确控制，可
以保证温度的稳定性和准确性，提高生产过程的稳定性和产品质量。
基于P I D法温度控制 Document number【AA80KGB-AA98YT-AAT8CB-2A6UT-A18GG】于400℃，发热棒、发热圈还将会对被加热的器件进行加热，即使温度控制器发出信号停止加热，被加热器件的温度还往往继续上升几度，然后才开始下降。
当下降到设定温度的下限时，温度控制器又开始发出加热的信号，开始加热，但发热丝要把温度传递到被加热器件需要一定的时候，这就要视乎发热丝与被加热器件之间的介质情况而定。
通常开始重新加热时，温度继续下降几度。
所以，传统的定点开关控制温度会有正负误差几度的现象，但这不是温度控制器本身的问题，而是整个热系统的结构性问题，使温度控制器控温产生一种惯性温度误差。
2、PID控制解决要解决温度控制器这个问题，采用PID控制技术，是明智的选择。
PID控制，是针对以上的情况而制定的、新的温度控制方案，用先进的数码技术通过Pvar、Ivar、Dvar三方面的结合调整，形成一个模糊控制，来解决惯性温度误差问题。
然而，在很多情况下，由于传统的温度控制器温控方式存在较大的惯性温度误差，往往在要求精确的温控时，很多人会放弃自动控制而采用调压器来代替温度控制器。
但是用调压器来代替温度控制器时，必须在很大程度上靠人力调节，随着工作环境的变化而用人手调好所需温度的度数，然后靠相对稳定的电压来通电加热，勉强运作，但这决不是自动控温。
当需要控温的关键很多时，就会手忙脚乱。
这样，调压器就派不上用场，因为靠人手不能同时调节那么多需要温控的关键，只有采用PID 模糊控制技术，才能解决这个问题，使操作得心应手，运行畅顺。
二、该温控系统的结构和原理：1、系统的结构：系统功能主要实现断水保护和高水位指示、自动保温、自动报警及高温保护功能。
用双排数码管分别显示设计与测量温度，保温时间，加热周期及PID 的各参数，当测量温度达保温温度时，数码管显示设定温度。
当达设定温度时，数码管应该切换到设定的保温时间，并倒计时。
论文题目：温度PID控制1.1【摘要】随着现代工业的逐步发展，在工业生产中，温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量。
其中，温度是一个非常重要的过程变量。
例如：在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等许多领域，都需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉的温度进行控制。
这方面的应用大多是基于单片机进行PID控制,然而单片机控制的DDC系统软硬件设计较为复杂,特别是涉及到逻辑控制方面更不是其长处,然而PLC在这方面却是公认的最佳选择。
随着PLC功能的扩充在许多PLC控制器中都扩充了PID控制功能,因此在逻辑控制与PID控制混合的应用场所中采用PLC控制是较为合理的，通过采用PLC来对它们进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大的优点，而且可以大幅度提高被测温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。
因此，PLC对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的控制问题。
这也正是本课题所重点研究的内容。
1.2【关键词】 PLC；编程语言；温度1）温度的检测；2）采用PLC进行恒温控制；3）PID算法在PLC中如何实现；4）PID参数对系统控制性能的影响；2 基于PLC的炉温控制系统的硬件设计2.1系统控制要求本PLC温度控制系统的具体指标要求是：对加热器加热温度调整范围为0℃—150℃，温度控制精度小于3℃，系统的超调量须小于15%。
软件设计须能进行人机对话，考虑到本系统控制对象为电炉，是一个大延迟环节，且温度调节范围较宽，所以本系统对过渡过程时间不予要求。
2.2系统设计思路根据系统具体指标要求，可以对每一个具体部分进行分析设计。
整个控制系统分为硬件电路设计和软件程序设计两部分。
系统硬件框图结构如图所示:图2.1系统硬件框图被控对象为炉内温度，温度传感器检测炉内的温度信号，经温度变送器将温度值转换成0～10V的电压信号送入PLC模块。
PLC把这个测量信号与设定值比较得到偏差，经PID运算后，发出控制信号，经调压装置输出交流电压用来控制电加热器的端电压，从而实现炉温的连续控制。
技术Special TechnologyI G I T C W 专题74DIGITCW2020.080 引言PID 算法是一种采样控制算法，通过对控制量的计算得出准确可行的计算机控制语言，由于该算法具有计算结果进准度高，计算过程中不需要建立数学模型，应用起来简单快捷，被广泛应用到各个领域中。
温室内温湿度智能控制系统可用于农作物生长环境的实时监测，根据控制算法的设置，为温室制造出最适合农作物生长的温湿度环境。
传统温室内温湿度控制系统由于控制精准度低、控制不稳定等问题，已无法满足植物养殖的需求[1]。
所以运用PID 算法设计温室内温湿度智能控制系统，提高系统对温室温湿度控制的精准度。
1 温室内温湿度智能控制系统设计1.1 系统硬件设计系统的硬件结构设计由微处理器、传感器以及电源电路等设备构成。
微处理器是系统的控制板块，同时也是系统的核心部分，该设备是负责执行系统的控制指令[2]。
为了保证系统对温室温湿度智能高效控制功能，此次选用14位SLZ 系列单片机SLZ2016-558微处理器，该设备采用先进的PPC 结构，绝大多数系统控制指令可以在15秒钟内完成，具有较高的运行速度，该设备具有内外多种中断工作模式，有利于系统中断程序的设计和低电压检测功能的实现[3]。
由于该微处理器具有低功耗特点，增加了系统的工作时间，在设备安装时，设备工作电压要控制在2.6~4.3V 范围内，保证微处理器平稳顺利运行。
硬件设计上选用了温度和湿度两种传感器。
在温室内外各安装一套温湿度传感器，并将传感器的传输方式设置为模拟量传输，其具体性能指标设置为：温度传感器型号为TL-W ，测量范围0~60℃，输出为Rs600，误差为0.01；湿度传感器型号为TL-N ，测量范围0~95%RH ，输出为Rs500，误差为0.01。
为了保证电源电压稳定，系统在运行时一般采用4.5V 电压供电，并且分别在系统输入端口和输出端口安装经线性稳压电源LMIII9GT-3.0V 和LMIII9GT-1.5V ，将系统的供电电压降低到3.0V 和1.5V 。
基于P I D法温度控制Revised on November 25, 2020制器会发出信号停止加热。
但这时发热棒或发热圈的内部温度会高于400℃，发热棒、发热圈还将会对被加热的器件进行加热，即使温度控制器发出信号停止加热，被加热器件的温度还往往继续上升几度，然后才开始下降。
当下降到设定温度的下限时，温度控制器又开始发出加热的信号，开始加热，但发热丝要把温度传递到被加热器件需要一定的时候，这就要视乎发热丝与被加热器件之间的介质情况而定。
通常开始重新加热时，温度继续下降几度。
所以，传统的定点开关控制温度会有正负误差几度的现象，但这不是温度控制器本身的问题，而是整个热系统的结构性问题，使温度控制器控温产生一种惯性温度误差。
2、PID控制解决要解决温度控制器这个问题，采用PID控制技术，是明智的选择。
PID控制，是针对以上的情况而制定的、新的温度控制方案，用先进的数码技术通过Pvar、Ivar、Dvar三方面的结合调整，形成一个模糊控制，来解决惯性温度误差问题。
然而，在很多情况下，由于传统的温度控制器温控方式存在较大的惯性温度误差，往往在要求精确的温控时，很多人会放弃自动控制而采用调压器来代替温度控制器。
但是用调压器来代替温度控制器时，必须在很大程度上靠人力调节，随着工作环境的变化而用人手调好所需温度的度数，然后靠相对稳定的电压来通电加热，勉强运作，但这决不是自动控温。
当需要控温的关键很多时，就会手忙脚乱。
这样，调压器就派不上用场，因为靠人手不能同时调节那么多需要温控的关键，只有采用PID 模糊控制技术，才能解决这个问题，使操作得心应手，运行畅顺。
二、该温控系统的结构和原理：1、系统的结构：系统功能主要实现断水保护和高水位指示、自动保温、自动报警及高温保护功能。
用双排数码管分别显示设计与测量温度，保温时间，加热周期及PID 的各参数，当测量温度达保温温度时，数码管显示设定温度。
当达设定温度时，数码管应该切换到设定的保温时间，并倒计时。
控制结构图：2、系统原理：1）、温度采样及转化温度传感器t P 100铂热电阻在0~850°C 间，其电阻t R 和温度T 的关系为：0R ：0o C 时的电阻值，为100ΩA=×1310--C oB=×2710--C o由于电阻Rt 和温度T 之间的关系是非线性的，因此在设计变送器时必须进行线性校正，本系统采用三线制铂热电阻测温电桥电路。
输出电压U 。
与电阻Rt 之间成近似线性关系。
在控制精度范围内有效解决非线性问题。
2）、数据显示和键盘控制当系统工作时，数码管显示设定温度和检测温度，到达设定温度范围内采用PID 控制算法对温度进行有效控制，保温倒计时。
用串行方式，可有效消除扫描显示的抖动问题。
可通过键盘对PID 及加热周期参数进行在线设定和修改。
三、系统控制算法：1、系统中PID 控制算法的设计PID 控制目的就是将器件的工作温度以一定的精度稳定在一定的范围内。
在控制系统中，首先将需要控制的被测参数有传感器产生一定的参数后与预先设定的值比较，把比较得到的差值信号经一定的运算规律得到相应的控制，不停地进行上述的工作，从而达到自动调节的目的。
PID 控制原理的基本方法应系统的不同而不同。
本系统采用的积分分离PID 控制算法，控制量输出为位置式的输出形式。
采用此法即保持了积分作用又减少的超调量，是控制有较大改善。
)]2()1(2)([*)(*)]1()([*)1()(-+--++--+-=k e k e k e K k e K k e k e K k U k U d i p e(k)、e(k-1)、e(k-2)为此时刻、前一时刻、再前一时刻的差值信号。
2、系统中PID 设计的优点和方法这种方法的好处在于只需保持前三个时刻的差值信号，同时对控制输出量的初始值没有要求，所以很快就可以进入稳定控制过程。
对于加热温度的控制可以采用调节电压或者在一定的时间循环周期内的供电时间比例调节加温控制温度。
本系统采用的是调节加热时间比例的方法:首先设计一个标准加热周期，比如2分钟，系统就在这个2分钟周期内对输出进行控制，也就是说这个两分钟加热多少时间。
更据计算可以让加温时间在0---2分钟内变化，比如计算所得在这一个周期内加热1分10秒，经过2分钟后再检测被加热物体的温度，通过计算加热1分5秒等等，在这除了加热外就是不加热，等待下一个周期的到来，再进行实际测量计算下一个周期系统的输出量，周而复始，不断地修正输出量，以达到对温度的有效控制。
增量式PID算法流程图：四、PID控制器及其算法介绍：比例加积分加微分控制器简称PID控制器，它的输出信号m(t)，与输入信号e(t)和它的积分微分成比例，即模拟PID控制系统框图：当通过热电偶采集的被测温度偏离所希望的给定值时，PID控制可根据测量信号与给定值的偏差进行比例（P）、积分（I）、微分（D）运算，从而输出某个适当的控制信号给执行机构，促使测量值恢复到给定值，达到自动控制的效果。
比例运算是指输出控制量与偏差的比例关系。
比例参数P设定值越大，控制灵敏度越低，设置值越小。
控制灵敏度越高。
例如比例参数P设定为4%，表示测量值偏离给定值4%时，输出控制量变化100%。
积分运算的目的是消除偏差。
只要偏差存在，积分作用将控制向量向偏差消除的方向移动。
积分时间是表示积分作用强度的单位。
设定的积分时间越短，积分作用越强。
例如积分时间设定为240秒时，表示对固定的偏差，积分作用的输出量达到和比例作用相同的输出量需要240秒。
比例作用和几分作用是对控制结果的修正作用，响应较慢。
微分作用是为了消除其缺点而补充的。
微分作用根据偏差产生的速度对输出量进行修正，是控制过程尽快恢复到原来的控制状态，微分时间是表示微分作用强度的单位，仪表设定的微分时间越长，则以微分作用进行的修正越强。
PID模块的温度控制精度主要受P、I、D这三个参数影响。
其中P代表比例，I代表积分，D代表微分。
比例运算（P）比例控制是建立与设定值（SV）相关的一种运算，并根据偏差在求得运算值（控制输出量）。
如果当前值（PV）小，运算值为100%。
如果当前值在比例带内，运算值根据偏差比例求得并逐渐减小直到SV和PV匹配（即，直到偏差为0），此时运算值回复到先前值（前馈运算）。
若出现静差（残余偏差），可用减小P方法减小残余偏差。
如果P太小，反而会出现振荡。
积分运算（I）将积分与比例运算相结合，随着调节时间延续可减小静差。
积分强度用积分时间表示，积分时间相当于积分运算值到比例运算值在阶跃偏差响应下达到的作用所需要的时间。
积分时间越小，积分运算的校正时间越强。
但如果积分时间值太小，校正作用太强会出现振荡。
微分运算（D）比例和积分运算都校正控制结果，所以不可避免地会产生响应延时现象。
微分运算可弥补这些缺陷。
在一个突发的干扰响应中，微分运算提供了一个很大的运算值，以恢复原始状态。
微分运算采用一个正比于偏差变化率（微分系数）的运算值校正控制。
微分运算的强度由微分时间表示，微分时间相当于微分运算值达到比例运算值在阶跃偏差响应下达到的作用所需的时间。
微分时间值越大，微分运算的校正强度越强。
五、系统中PID参数的选择由于PID模块的温度控制精度主要受p K、i K、d K这三个参数影响，所以本例中采用了一种简单实用的方法：比如加热范围为0~200C O，若要得到0~200之间的加温比例数据，只用考虑简单的比例控制算法，控制范围为200度，则设定温度与实际温度的差的最大值就是200度，那么就用它去输出，这是的参数Kp=1,当为了提高加热速度，而是受控的区域缩小，例如只控制40度范围，如果目标温度设定为130，这个时候就把计算得到的数字乘以5就得到0~200的数据了。
假定当前实际测量温度为115度，则130-115=15，再乘以5得75，这就是作为输出的比例数据。
此时Kp=5，再加入微分和积分量，这时Kp可以基本上保持不变。
这样就确定了Kp=基本时间总周期/控制范围。
而对于Ki、Kd就可以在实验中逐渐摸索确定，最终达到稳定点。
最后还要注意，在计算结果交付于输出之前还要进行修改，比如当计算结果大于200度时按200输出，小于零时按零输出。
六、系统实验结果对系统进行温度控制测得的结果所描绘的曲线图形。
横坐标为采样时间（分钟），纵坐标为控制温度（设定温度110C o）。
控制效果不错。
七、论文总结：PID控制原理的优点在于能够在控制过程中根据预先设定好的控制规律不停地自动控制量以使被控系统朝着设定平衡状态过度，最后达到控制范围精度内稳定的动态平衡状态。
对于PID控制器和算法在实践中可以根据工程控制的具体情况及对超调量、稳定性、响应速度的不同要求，来调整PID控制器三个参数的取值范围，从而得到不同的控制精度和控制效果。
我论文主要通过温度控制研究PID算法的主要特点，通过了解PID在温度控制中的作用，更加深自动控制中PID的学习，PID作为工业上最长用的方法，是很重要的一种方法，所以我们以后一定会更加深入学习这种算法。
八、参考文献《全国大学生电子设计竞赛获奖作品精选》北京理工大学出版社《全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编》北京理工大学出版社《pid控制温度控制器原理》《自动控制原理》科学出版社《基于数字PID的高精度恒温控制系统的实现》。
