基于PID算法和51单片机的温度控制系统

基于 PID 算法和 51 单片机的温度控制系统

0 引 言 温控技术无论是在工业生产，还是日常生活中都起着非常重要的 作用。在冶金、石油、化工、电力和现代农业等行业，温度是极为重要而又普 遍的热工参数之一，在普通家庭里热水器、电饭煲、电烤箱等依赖于温控技术 的家电设备也是必不可少。可以说温度控制技术无处不在。

常规的温度控制

方法以设定温度为临界点，超出设定允许范围即进行温度调控：低于设定值就 加热，反之就停止或降温。这种方法实现简单、成本低，但控制效果不理想， 控制温度精度不高、容易引起震荡，达到稳定点的时间也长，因此，只能用在 精度要求不高的场合。

而采用 PID 算法进行温度控制，它具有控制精度高，

能够克服容量滞后的特点，特别适用于负荷变化大、容量滞后较大、控制品质 要求又很高的控制系统。

单片机作为控制系统中必不可少的部分，在各个领

域得到了广泛的应用，用单片机进行实时系统数据处理和控制，保证系统工作 在最佳状态，提高系统的控制精度，有利于提高系统的工作效率。本系统采用 单片机编程实现 PID 算法进行温度控制。 1 PID 控制的原理和特点 在工程实 际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称 PID 控 制，又称 PID 调节。PID 控制器以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方 便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握， 或得不到精确的数学模型，控制理论的其他技术也难以采用，系统控制器的结 构和参数必须依靠经验和现场调试来确定时，应用 PID 控制技术最为方便。 PID 控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性 确定 PID 控制器的比例系数、积分时问和微分时间的大小。PID 控制器参数整 定的方法概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学 模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直