加入PID控制
时间: 2023-09-24 19:09:18 浏览: 44
为了更好地控制温度,我们可以加入PID控制器来控制温度。PID控制器是一种反馈控制器,它可以根据偏差(目标温度与当前温度之差)、积分值和微分值来控制加热器的功率输出,从而实现更精确的控温。
以下是带PID控制的程序设计:
```
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
#define ONE_WIRE_BUS 2 // 温度传感器连接的引脚
#define OUTPUT_PIN 3 // PWM输出控制加热器
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);
double current_temp; // 当前温度
double target_temp = 30; // 目标温度
double setpoint = 30; // 设定温度
double Kp = 40, Ki = 0.5, Kd = 20; // PID参数
double output; // 控制器输出
double integral = 0, last_error; // 积分值和上次的偏差
unsigned long last_time; // 上次计算PID的时间
void setup() {
sensors.begin();
pinMode(OUTPUT_PIN, OUTPUT);
analogWrite(OUTPUT_PIN, 0); // 初始时不加热
last_time = millis();
}
void loop() {
sensors.requestTemperatures();
current_temp = sensors.getTempCByIndex(0);
double error = setpoint - current_temp; // 计算偏差
double dt = (millis() - last_time) / 1000.0; // 计算时间间隔
integral += error * dt; // 计算积分值
double derivative = (error - last_error) / dt; // 计算微分值
output = Kp * error + Ki * integral + Kd * derivative; // PID计算
last_error = error; // 记录上次偏差
last_time = millis(); // 记录计算PID的时间
if (output < 0) {
output = 0; // 控制输出不能小于0
} else if (output > 255) {
output = 255; // 控制输出不能大于255
}
analogWrite(OUTPUT_PIN, output); // 输出控制信号
delay(1000); // 延时1秒
}
```
上述程序中,我们使用了PID控制器来计算控制器输出。其中,Kp、Ki和Kd分别代表比例、积分和微分系数,需要根据实际情况进行调整。PID控制器的计算公式为:
output = Kp * error + Ki * integral + Kd * derivative
其中,error为偏差,integral为积分值,derivative为微分值。另外,为了防止控制输出过大或过小,我们对输出进行了限制,控制输出在0~255之间。
需要注意的是,PID控制器的计算需要一定的时间,因此我们在程序中设置了延时,每隔1秒计算一次PID。另外,由于使用了浮点数运算,可能会影响程序的运行速度,需要谨慎设计程序,以免影响温度控制的准确性。