采用齐格勒方法进行PID控制原理实验

数据采集DAQ与通信票圈作品 | 基础教程

钢铁侠 　 项目发起人　 2022-02-09

比例-积分-微分(PID)控制器是最常见的反馈控制形式，应用非常广泛，例如车辆的定速巡航和无人机的电机控制。
PID 控制器的目的是驱动过程达到特定的输出，通常叫做设定点。控制器的反馈被用于调节和优化对过 程的控制。
本项目旨在介绍 Moku:Go 的 PID 控制器，以及如何轻松地将其整合到实验室环境中，用于控制理论的教学。一般来说，控制理论主要是通过严谨的数学模型和计算来进行教学，只有极少数实验室会带领课堂控制某个物体的温度或直流电机的速度。这份应用说明介绍了一种控制理论教学的新方法，采用更为直观的组件帮助学生更好地将课堂学习的理论与实际控制系统联系起来。这种方法使用一个直流电机电扇、一个红外距离传感器和一台 Moku:Go 对一颗乒乓球的高度实现控制。
Moku:Go 中包含一个集成示波器、PID 控制器、波形发生器和可编程电源，能够驱动电机控制电路、采集传感器数据，并输出特定信号来控制直流电机的速度。这样， 通过对比乒乓球的上升时间、过冲距离和稳定高度等参数，就能很明显地表现出使用和不使用 PID 控制器的差异。用户还可以通过 Moku:Go 的应用程序进行实时调整，使学生看到不同 PID 增益如何在数学和实际上影响系统。