一种非线性PID控制算法在温控系统中的应用研究

摘要

针对传统PID控制算法参数固定不变、容易引起超调量、不能完全适应温控系统的稳定性要求等问题,文中在温控系统中采用非线性PID控制算法使得其增益参数随控制误差而变化;同时以STM32微控制器为控制核心,通过Pt1000和MAX31865模块采集系统温度,半导体制冷器TEC和H桥逻辑驱动模块实现对系统加热制冷和系统功率的调节,液晶屏显示实时温度和运行状态,具有声光指示功能;上位机软件与下位机系统使用USB串口通信采集当前的系统温度,并进行非线性PID调节。实验结果表明,相较于其他的PID控制算法,如结合Bang-Bang控制的PID、引入微分先行的PID、步进式PID、变积分PID和基于微分器的PID等,非线性PID控制算法的调节效果更优,能够提高控制器的鲁棒性、适应性和系统的抗干扰能力。