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I0.0=ON
PIW256<100 Q4.0=ON
PIW256>=100 Q4.0=OFF Q4.1=ON
PIW256>=200 Q4.1=OFF Q4.2=OFF T1
T1=ON Q4.2=OFF Q4.3=ON PIW256=0 T2 T2=ON Q4.3=OFF
六、实验思考 1、线性程序设计和结构化程序设计应用哪种场合？
2、模拟量控制与开关量控制有哪些区别？ 3、画面如何设计？ 4、数据块如何设计？
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实验三 PID控制实验
一、实验目的
1、掌握PID控制器如何用程序来实现 2、掌握背景数据库如何设计及调用 3、结构化程序设计方法及调试。 二、实验要求
数字PID设计，具体要求如下： 1、模拟PID的离散化方法。 2、程序设计实现。 三、实验原理 1 闭环PID控制
PID控制器管理输出数值，以便将偏差(e)为零，使系统达到稳定状态。偏差是给定值（SP）和过程变量（PV）的差。
2 PID算法
PID控制原则以下列公式为基础，其中将输出M(t)表示成比例项、积分项和微分项的函数：
其中： M(t)为PID运算的输出，是时间的函数 Kp为 PID回路的比例系数
Ki 为 PID回路的积分系数
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Kd 为PID回路的微分系数
e 为PID回路的偏差（给定值和过程变量之差） Minital 为PID回路输出的初始值
为了在数字计算机内运行此控制函数，必须将连续函数化成为偏差值的间断采样。数字计算机使用下列相应公式为基础的离散化PID运算模型。
其中: Mn 为采样时刻n的PID运算输出值 Kp 为 PID回路的比例系数 Ki 为 PID回路的积分系数 Kd 为PID回路的微分系数
en 为采样时刻n的PID回路的偏差 en-1为采样时刻n-1的PID回路的偏差 el 为采样时刻l的PID回路的偏差 Minital 为PID回路输出的初始值
在此公式中，第一项叫做比例项，第二项由两项的和构成，叫积分项，最后一项叫微分项。比例项是当前采样的函数，积分项是从第一采样至当前采样的函数，微分项是当前采样及前一采样的函数。在数字计算机内，这里既不可能也没有必要存储全部偏差项的采样。因为从第一采样开始，每次对偏差采样时都必须计算其输出数值，因此，只需要存储前一次的偏差值及前一次的积分项数值。利用计算机处理的重复性，可对上述计算公式进行简化。简化后的公式为：
其中: Mn 为采样时刻n的PID运算输出值 Kp 为 PID回路的比例系数 Ki 为 PID回路的积分系数
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Kd 为PID回路的微分系数
en 为采样时刻n的PID回路的偏差 en-1为采样时刻n-1的PID回路的偏差
MX 为积分项前值 计算回路输出值
CPU实际使用对上述简化公式略微修改的格式。修改后的公式为：
其中: Mn 为采样时刻n的回路输出计算值
MPn为采样时刻n的回路输出比例项 MIn 为采样时刻n的回路输出积分项 MDn 为采样时刻n的回路输出微分项 ? 比例项
比例项MP是PID回路的比例系数(Kp)及偏差(e)的乘积，为了方便计算取Kp= Kc 。CPU采用的计算比例项的公式为：
其中: MPn 为采样时刻n的输出比例项的值
Kc 为回路的增益 SPn 为采样时刻n的设定值 PVn 为采样时刻n的过程变量值
?积分项
积分项MI与偏差和成比例。为了方便计算取。CPU采用的积分项公式为：
其中: MIn 为 采用时刻n的输出积分项的值
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Kc 为回路的增益 Ts 为采样的时间间隔 Ti 为积分时间
SPn 为采样时刻n的设定值 PVn 为采样时刻n的过程变量值
MX 为采样时刻n-1的积分项(又称为积分前项)
积分项(MX)是积分项全部先前数值的和。每次计算出MIn以后，都要用MIn去更新MX。其中MIn可以被调整或被限定。MX的初值通常在第一次计算出输出之前被置为Minitai（初值）。
其它几个常量也是积分项的一部分，如增益、采样时刻 (PID循环重新计算输出数值的循环时间)、以及积分时间(用于控制积分项对输出计算影响的时间)。 ? 微分项
微分项MD与偏差的改变成比例，方便计算取 。 计算微分项的公式为：
为了避免步骤改变或由于对设定值求导而带来的输出变化，对此公式进行修改，假定设定值为常量(SPn=SPn-1)，因此将计算过程变量的改变，而不计算偏差的改变，计算公式可以改进为：
其中： MDn为 采用时刻n的输出微分项的值
Kc为回路的增益 Ts 为采样的时间间隔 Td 为微分时间
SPn为采样时刻n的设定值 SPn-1为采样时刻n-1的设定值
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分布式控制实验设计
