武汉工程大学毕业设计(论文)说明书
图6-2 实验结果图1
由于实际系统和理想的有差距，原水暖系统受许多因素的影响，如暖气片周围的空气流动速度、室温和电网电压波动等，而且本系统加热炉的保温特性不是很好，发现系统加热炉的正反特性是不对称的，所以用阶跃响应曲线法很难得到好的结果。于是改变整定方法，采用衰减振荡法。
对温度控制系统初步估计一下，比例度设置在P=66，Ti=180S，Td=40S，在软件模拟时发现Td不能那么大，系统调节器输出会引起振荡，实际上本系统可以不用加微分，但为了缩短系统的上升时间，还是保留了微分作用，设Td=2S， P=66，Ti=180S，得到如图6-3实验结果：（刚开始管道内有很多没有循环的冷水，所以出现开始的巨大振荡。）
图6-3 实验数据图2
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由图6-3可看到，系统的上升时间太长，修改参数为P=33，Ti=95S，Td=1S 如图6-4曲线图。
图6-4 实验数据图3
由图可知，上升时间缩短，超调量也减小，但调节时间还是很长。于是再次改变数据做实验P=23，Ti=65S，Td=1S，得到如图 6-5，这次调节时间很短，超调量较大，但控制效果较好，达到4：1衰减比，完成PID参数整定。
图 6-5 实验数据图4
3 实验结果分析
要达到4：1衰减比时的参数P=23，Ti=65S，Td=1S，接着做降温反向阶跃响应曲线，得到如图6-6结果。
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图6-6 实验数据图5
如前所述，系统的降温特性和升温特性是不对称的，但其控制效果还较好。下面进行抗干扰测试，突然打开另外一片取暖片，加大系统的负载，得到如下图形。
图6-7 实验数据图6
以图6-7来看，系统的抗干扰能力还比较好。接着做减负载实验，关闭一片暖气片，其结果如图6-8。
图6-8 实验数据图7
经对以上温度时间曲线的分析，能很方便对系统进行PID参数整定，初步确定系
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统的PID参数，进行投运时所得到的效果也很好，可以看到上升速度快，调节时间短， 余差小，各种抗干扰能力也比较强，基本达到了控制工程中提出的快、准、稳的要求。
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七 总结
设计从刚开始的初步设想和理论分析，到最后的具体实现，都经过了多方面资料的取证和大量的实验测试分析，为求设计的科学性、严密性和可行性，查阅了大量的相关文献和书籍。在这样的工作基础上，本设计完成时所达到的效果和刚开始系统设计目标一样达到了：
用固态继电器达到无触点式控制，消除了噪声；用PID算法来实现恒温控制，控制精度可达到±0.5℃；系统对水温控制的恒定温度在10-90℃范围内，能做到连续可调；故障提示音报警，对各检测元件故障可做出不同方式的声音报警；装置通用性强，可用于多种对水的电热恒温控制；PID参数连续可调，人机界面友好；装置可将温度数据通过串口送到上位机，上位机软件可将接收到的数据存储并可显示温度变化曲线。在控制效果上做到了自动控制所要求的快、准、稳，有着广泛的市场前景。
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