温度测量实验报告

温度测量实验报告上海交通大学材料科学与工程学院实验目的1.掌握炉温实时控制系统结构图及其电压控制原理；2.通过数据采集板卡，对温度信号（输入为电压模拟量）采集和滤波；3.通过数据采集板卡，输出模拟电压量到调节器；4.通过观测温度曲线，实施手动调节输出电压，使得温度曲线与理想波形尽量接近；5.用增量式PID控制算法控制炉温曲线。实验原理(一)炉温实时控制系统结构图(二)输出控制电压与工作电压的关系加热炉加热电压=板卡输出控制电压×22010(三)电压控制原理(四)温度与电压的关系温度=电压×700℃10V(五)PID控制算法公式∆u(k)=Ae(k)−Be(k−1)+Ce(k−2)其中：A=KP(1+TTI+TDT)；B=KP(1+2TDT)；C=KPTDT。u(k)=u(k−1)+∆u(k)手动控制炉温参数选择及理由加热电压：4V理由：本套实验装置加热速度很快，若加热电压过高（高于5V）则会导致升温过快从而有可能损坏实验装置，而若加热电压过低则会导致升温过慢，浪费时间。综合实际情况以及上述分析，本组成员决定将加热电压设置为4V。PID炉温控制参数选择及理由表1PID炉温控制参数初始温度/℃滤波长度周期/sKPTI/sTD/s130100.21200.9选取理由周期：由于温度滞后性较大，因此周期应当大一些。此处本组采用了推荐值0.2s。KP:由实际经验可知，KP的最佳范围在0.5-1.5之间。此处本组取了中间值1。TI：实际操作过程中，本组同学发现若TI较小，超调量就会很大。所以这里将TI取得大一些，设置为20s。TD：小组成员发现炉温滞后现象非常严重，因此TD不得不调大一些，取成0.9s。