Heater: PID v0.1.14 - banded controller + sensor glitch guards

Rebuild PID as three-zone banded controller: far field P/D full power,
2026-10-15 20:55:02 +08:00
parent 8035f9b7d3
commit 8900240c65
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@@ -152,12 +152,38 @@ void usart1_irq_handler(void);
 #define HEATER_PWM_PERIOD_MS  2000U    /* PWM 载波周期（2s，载波 0.5Hz） */
 #define HEATER_PWM_STEP_PCT   5U       /* 占空比步进（每档脉宽 = 100ms，维持最小开关频率约束） */
 #define HEATER_PID_PERIOD_MS  500U     /* PID 计算周期 */
-#define HEATER_PID_KP         10.0f    /* PID 参数：超温前退功率更快（配合超温强制关断） */
-#define HEATER_PID_KI         0.05f
-#define HEATER_PID_KD         30.0f    /* 微分阻尼：按误差变化率提前刹车（抑制爬升惯性） */
-#define HEATER_SLOWBAND_C     7.0f     /* 温和带宽度：距目标小于此值时占空上限受限
-                                           （低速爬完最后一段，减少蓄热惯性过冲） */
-#define HEATER_SLOWBAND_DUTY  25U      /* 温和带内占空上限（%） */
+#define HEATER_PID_KP         8.0f     /* PID 参数：带外下方 P 拉回增益（带内 P 退出） */
+#define HEATER_PID_KI         0.15f    /* 输出映射：u 贡献 = KI*I；I 全区域对称慢速学习 */
+#define HEATER_PID_KD         30.0f    /* 微分（仅带外下方起作用）：爬升段提前退功率 */
+#define HEATER_PID_BAND_C     0.3f     /* 作用分区带宽：带内恒功率（Ki*I），带外
+                                          开关+P 修正——波动幅度被物理限制在
+                                          带宽+滑行量 */
+#define HEATER_PID_INTEG_GAIN_IN 0.30f /* 带内/带外下方积分学习增益（对称）：
+                                          I += err*GAIN；0.15 时 I 充满需 ~400s，
+                                          判定窗内驻留点偏低 0.5C（ASSIST 补缺口
+                                          但驻留偏欠温），加倍后 ~200s 到位 */
+#define HEATER_PID_INTEG_BLEED   0.30f /* 带外上方每拍固定回退（=GAIN，对称） */
+#define HEATER_NTC_SLEW_C     0.5f    /* NTC 读数斜率限幅（C/PID 拍）：单拍变化超过
+                                          此值判为读数毛刺（真实热速率 <=0.2C/拍），
+                                          沿限幅值过渡、连续 2 拍超限放行真实值 */
+#define HEATER_NTC_JUMP_C     1.5f    /* 秒级坏值冻结阈值：斜率超限持续且累计偏差超过
+                                          此值时冻结滤波值（真机焊接点接触不良会产出
+                                          -2.5C/4.5s 塌陷与顶格卡死，中值滤波挡不住） */
+#define HEATER_PID_I_MAX      400.0f   /* 积分钳位上限：KI*I_MAX = 60% 占空（120C 模具
+                                          维持功率余量）；下限恒为 0 */
+#define HEATER_FAULT_RESTORE_MAX_S 3.0f /* NTC 短故障（去抖确认后恢复）无扰还原积分的
+                                          时长上限；超过则从零重建（安全优先） */
+#define HEATER_RAMP_CPS       2.0f     /* 内部设定值斜坡速率（℃/s）：实测 0.25 时斜坡
+                                          本身就是瓶颈（9C 走 36s，加热器只是"追"设定点）；
+                                          2.0 基本不设障，到达速度由加热功率与温和带
+                                          上限决定。分区控制器爬升段不积分，快斜坡
+                                          不会像旧连续 PID 那样预充积分导致过冲 */
+#define HEATER_SLOWBAND_C     3.0f     /* 温和带宽度：缓爬段（原 7C 太宽，25% 上限下
+                                           净升温仅 0.08C/s，爬升 234s 的主瓶颈） */
+#define HEATER_SLOWBAND_DUTY  35U      /* 近场缓爬辅助满档（%）：err=+SLOWBAND_C 处
+                                           的推力，随 err 线性退闸（提供与积分成熟度
+                                           无关的确定爬升推力，修复最后 2C 爬 141s） */
+#define HEATER_NEAR_MAX_DUTY  50U      /* 近场扩展区推力上限（%）：快而不过冲 */
 #define HEATER_OVERTEMP_C     150.0f   /* 过温强制关断阈值（滞回保护） */
 #define HEATER_OVERTEMP_HYST  5.0f     /* 过温恢复滞回 */

@@ -12,9 +12,10 @@ void heat_init(void);

 /**
 * @brief 加热控制任务（在主循环中周期调用，主循环周期 10ms）。
- * @details 内部包含：慢 PWM 载波（1s 周期、10% 步进，脉宽恒 >=100ms）、
- *          PID 计算（500ms 周期，输出量化到占空档位）、安全保护
- *          （传感器故障强制关断 / 过温滞回保护 / 未使能强制关断）。
+ * @details 内部包含：慢 PWM 载波（2s 周期、5% 步进，脉宽恒 >=100ms）、
+ *          目标斜坡 + 连续 PID（500ms 周期，全误差区间连续输出、微分基于
+ *          温度变化率、积分窄带吸收+钳位）、安全保护（传感器故障去抖确认后
+ *          强制关断 / 过温滞回保护 / 未使能强制关断）。
 */
 void heat_task(void);