溫度閉環控制實驗
一．實驗要求
根據實驗要求，即加溫速率（上升時間）、超調量、調節時間及誤差，選擇P I D 控制參數、積分控制量
實現溫度閉環控制，觀察溫度控制曲線。溫度閉環控制系統原理框圖見圖7-1。

圖 7-1 溫度閉環控制系統原理框圖
二．實驗目的
1． 鞏固閉環控制系統的基本概念。
2． 掌握溫度的一種采集方法。
3． 掌握 PID 算法數字化的方法和編程。
4． 了解、掌握消除系統積分飽和的‘遇限削弱積分法’ 使用方法。
三．實驗說明
溫度閉環控制系統原理框圖見圖 7-1。
當給定溫度 U（k）接入后（即在溫度示波器的界面上設置‘目標值’），與當前溫度值U（t）（溫度模
塊的AD590 溫度采集輸出經模/數轉換器（B8）輸出值）相比較，其差值e（t）在計算機中進行PID 計算，
解算成U（t），并形成數字化輸出U（k）對溫度模塊加熱，達到溫度閉環控制。
風扇是一個非線性元件，因此不參與溫度閉環控制，僅僅為了對被控對象快速冷卻而設置的。
四．實驗內容及步驟
1、設計溫控加熱和冷卻電路，并畫出原理圖。

2、將電路模塊接入控制箱，運行LABACT 程序，選擇控制系統菜單下的溫度閉環控制實驗項目，再
選擇開始實驗，就會彈出溫度示波器的界面。點擊開始后將自動加載相應源文件，然后再點擊發送鍵，將
運行；然后設定‘溫度’參數、積分量閥值和控制系數PID 后，點擊發送，即可實現溫度閉環控制。
在程序運行中，隨時可修改‘溫度’參數、積分量閥值和控制系數PID，然后點擊發送實現溫度閉環控
制，無須點擊停止；只有在需觀察實驗結果時，才需點擊停止。
實驗步驟：
（1）實驗測孔聯線：
1 定時中斷 B9輸出（OUT2）→B9 輸入（IRQ6）
（2）運行、觀察、記錄：
該實驗的顯示界面中“控制系數”欄的比例系數Kp（0.00~2.00）、調節器的積分時間TI （1~99S）、調
節器的微分時間TD（0~99S）和積分量
閥值0 E （0~2000），以及‘溫度’參數（1~70℃）均可
由用戶在界面上直接修改，以期獲得理想的實驗結果。如在控制過程中欲改變這些系數和參數，則改變后，
只要再次點擊“發送”鍵，即可使實驗機按照新的控制系數和設定參數運行。
該實驗已規定采樣周期 T=2 秒，該實驗的顯示界面中：
已設定：Kp=0.9 ， TI =20 S ，TD =50 S ， 0 E =1500 ，‘溫度’=65℃ 。
在控制過程中，實際溫度經數次振蕩達到隱定值后，點擊仃止，把時間軸移至2 分/格或更大（在界面
的右上角顯示），將觀測到整個溫度閉環控制曲線。
該實驗的顯示界面的上方顯示有溫控運行時間xxx 秒，每次點擊“發送”鍵將啟動時間從0 開始計數。

並同時顯示有PID 位置控制的調節器輸出P(k) 值（0~255）。該兩項數據的顯示對觀察實驗的全過程將提供
很大幫助。
（3）冷卻：在運行中，改變‘溫度’參數為‘1℃’后，再次點擊“發送”鍵將啟動風扇轉動，進行
冷卻。
記錄溫度閉環控制曲線（改變參數，用不同顏色的筆記錄幾組曲線，標明調節時間，超調量）。