某加热炉温度控制matlab程序

以下是一个简单的加热炉温度控制的 Matlab 程序示例：

% 定义加热炉参数
R = 0.8;   % 炉子内部电阻
C = 0.2;   % 炉子内部热容
U = 220;   % 电压
T_ambient = 25;  % 环境温度

% 定义控制器参数
Kp = 0.5;    % 比例系数
Ki = 0.1;    % 积分系数
Kd = 0.05;   % 微分系数
N = 10;      % 微分滤波器长度

% 初始化变量
T = T_ambient;   % 初始温度
e = 0;           % 初始误差
ei = 0;          % 初始积分误差
ed = 0;          % 初始微分误差

% 定义时间步长和模拟时长
dt = 0.1;        % 时间步长
t_end = 1000;    % 模拟时长

% 定义目标温度
T_target = 200;

% 循环模拟温度变化
for t = 0:dt:t_end
    % 计算误差
    e_prev = e;
    e = T_target - T;
    
    % 计算积分误差
    ei = ei + e*dt;
    
    % 计算微分误差
    ed = (e - e_prev)/dt;
    
    % 计算控制量
    control = Kp*e + Ki*ei + Kd*ed;
    
    % 带微分滤波器的微分项
    if t > N*dt
        edf = (e - e_prev)/dt - Kd/N*sum(e - e_prev - edf)*dt;
    else
        edf = ed;
    end
    
    % 计算加热功率
    P = U^2*R/(R^2 + (2*pi*f*C)^2) * (1 + 1i*2*pi*f*R*C) * exp(-1i*atan(2*pi*f*R*C));
    
    % 计算加热速率
    dT = real(P)/(C*U);
    
    % 更新温度
    T = T + dT*dt;
    
    % 显示当前温度和控制量
    disp(['Time: ' num2str(t) 's, Temperature: ' num2str(T) '°C, Control: ' num2str(control)]);
end

该程序基于一个简单的加热炉模型，使用 PID 控制器控制温度。程序首先定义了加热炉的参数，包括炉子内部电阻、热容、电压和环境温度。然后定义了 PID 控制器的参数，包括比例、积分和微分系数，以及微分滤波器的长度。接下来初始化变量，包括当前温度、误差和积分误差等。程序循环模拟温度变化，计算误差、积分误差和微分误差，并根据 PID 控制器计算控制量。程序还使用带微分滤波器的微分项来避免微分噪声，并计算加热功率和加热速率。最后更新温度并显示当前温度和控制量。