基于PID算法的温度控制系统详解

该文档主要介绍了如何在STM32平台上实现一个基于PID（Proportional-Integral-Derivative）控制器的温度控制系统。PID 控制是一种常用的反馈控制算法，用于调整系统输出以跟踪设定值。在这个案例中，温度传感器采用 LM35D，通过测量电压变化来估计实际温度，并通过DS18B20进行数据采集。 首先，文件中的`TempratureCtrl_GPIO_Config`函数负责配置温度控制所需的GPIO口，包括将DS18B20的Dout引脚（PA.0）设置为推挽输出模式，以驱动温度传感器的通信。之后，`LM35D_Get_Temp`函数根据ADC转换的结果计算实际温度，利用LM35D的电压输出与温度之间的线性关系进行转换。 `Init_PID_uint`函数用于初始化PID控制器的参数，包括比例系数（Kp）、积分时间（Ti）和微分时间（Td），通过这些参数调整控制器的行为。`reset_Uk`函数则用于重置PID内部的状态变量，而`SetPIDProperty`函数允许用户动态设置PID参数，如输出限幅（Ur）、比例增益、积分和微分增益。 核心的控制逻辑由`PID_common`函数实现，它根据设定值（set）和实际温度（jiance）计算PID控制量。这个函数考虑了积分不灵敏区（Un）的限制，并确保输出值在预设的上限（Ur）和下限之间。控制量经过滤波后，通过`TempFilter`函数进一步平滑，以减小噪声影响。 `TempratureCtrl_Init`函数是主入口，其中配置了PID算法的参数，以便系统可以开始根据设定的温度目标进行控制。值得注意的是，这里对设定温度范围进行了限制，如果超出20.0°C到50.0°C，会自动调整到37.5°C，确保控制在合理范围内。 这篇文档展示了如何在STM32开发环境中结合PID控制技术，实现对温度的精确调节，适用于需要稳定温度控制的应用场景，例如加热器、空调系统等。