PID算法在温控医疗仪器上的应用

图2　双向晶闸管的控制周期及输出波形

　　2　PID控制程序设计

　　要实现对温度的高精度、高稳定度控制，必须采用合理的控制算法。在这一系统中我们采用技术成熟，应用广泛的PID调节方式。它的控制过程为，微机经A/D“读出”实际液体温度T_k，然后和设定温度T_G相比较，得出差值e_k=T_G-T_K。微机根据e_k的正负大小，调用PID公式，计算并输出给晶闸管的电压调节量△P_K，以使液温迅速趋于设定值。

　　PID算法的计算公式为

△P_k=K_p［(e_k-e_k-1］+K_Ie_k+K_D(e_k-2e_k-1+e_k-2)］

　　=K_p(e_k-e_k-1)+K′_Ie_k+K′_D(e_k-2e_k-1+e_k-2)

　　其中K′_I=K_p^.K_I，K′_D=K_P^.K_D，e_k为本次采样时刻的温度误差，e_k-1为上次温度误差，e_k-2为再上次采样的温度差值。K_p为比例系数，K_I为积分系数，K_D为微分系数。据此编制PID运算子程序，其框图参见图3。

图3　PID运算子程序框图

　　使用PID算法能否达到原设计的调节品质。在于整定好三个关键参数：比例系数K_p、积分系数K_I和微分系数K_D。它们的取值范围与模拟电路的开环增益有关。我们根据实验结果，确定K_p=0.192，K_I=0.147，K_D=0.962。

　　3　系统精度及稳定性

　　4　结束语

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