基于PID算法的速热式饮水机控制器设计

通过采集出水温度与目标温度值进行比较，然后依据入水温度、水流量和电源电压值进行比例积分微分运算。这里被控对象传递函数为

　　，去目标温度为50℃，T=50，τ=0.3，经计算，增益系数K=8，比例参数kp=5，积分参数ki=0.1，微分参数kd=2;为了验证系统的可行性，在MATLAB/Simulink软件中进行仿真实验，其中，闭环控制环节可以用一阶滞后环节来近似代替，如图6所示为仿真框图，得到如图7所示的仿真结果，图7中图a）为目前市场上所用的控制器的仿真结果，图b）为基于本文所设计的PID算法的控制器。

　　从仿真结果可以看出，对于给定的控制对象， 本文所设计的PID温度控制器能更快地得到稳定的出水温度，较常规的单反馈量PID控制算法，能更有效地实现快速稳定地控制速热式饮水机的加热工作。

　　4 结束语

　　本文所设计的基于STCF204单片机的控制器实现了对速热式饮水机的饮用水快速加热，并通过多反馈量的PID控制算法实现了对出水温度快速达到稳定要求的目标。本研究对于速热式饮水机控制器的温度控制问题找到了另外一种切实可行的实施方案。