你應該能夠依據真實溫度和目標溫度差值的函式來改變幫浦速，以避免setpoint的值明顯超調。
程式設計如清單3-2所示，系統的arduino**使用標準map()變換函式給變數pumpspeed賦值。需要修改map函式中的變數值，以便符合你的系統。例如，在我們的實驗系統中，從熱水管中得到的熱水溫度變數hottemp對應的熱電偶讀數值為760。你選定的值取決於熱水加熱設定值和熱電偶感測器的響應。類似地，注意變數pumpspeedmax，即最大幫浦速。如果你對管路連線有些不確定，那麼剛開始請使用較小值。
清單3-2 利用分段響應的熱平衡控制
注意，分段響應的變化性受限於熱電偶的水溫響應變數t1temp高於變數setpoint的次數，否則幫浦速設定為0。
作業系統組建和操作與開關控制實驗相同。要麼往儲槽中加入確定量的熱水，要麼使用浸入式電加熱器將儲槽內的水溫公升高到超過setpoint值。理想情況下，幫浦速分段控制的超調量小於開關控制。
你應該能否發現分段速度控制的結果優於開關控制。問題在於，它是否足夠優秀？如果不是，我們能改進嗎？對這個簡單的應用來說，簡單的分段控制可能是足夠的，但當我們面對更加複雜的系統和與pid控制相關的資源需求時，這種想法就很有價值。
假設我們沒有使用arduino監視多個感測器，那麼ram（random access memory，隨機訪問儲存器）和處理器資源就可以節省下來，但是通常情況下並不總是這樣的。現在，我們假定簡單的分段控制不夠好，而且有足夠的計算資源。
程式設計如清單3-3所示，pid系統的arduino**比清單3-2中的**要稍微複雜一下，這還多虧我們使用了arduino playground中的pid庫。這個庫中包含了許多我們之前討論的具體實施細節，可著重關注修正量pc、積分常數ic和微分常數dc等引數的最優值，並可關注整個系統的操作。
清單3-3 基於pid控制器的熱平衡
這段**的關鍵在於mypid()函式，它可在已知輸入input（熱電偶讀數）的情況下確定輸出變數output（馬達轉速）。調節pid演算法必須要給pc、ic和dc三個常數賦新的值。清單中這些常數值是我們開始除錯的最佳位置。
作業系統操作與之前的兩個例子相同，但是在確定初始條件時我們要做得更明確一些。不再是簡單地加入熱水或者插上電加熱器直到溫度超過setpoint值，而是或者向儲槽中加入定量且定溫的熱水，或者接通電加熱器並維持確定的時間。攪拌儲槽中的水，跟蹤熱電偶讀數變數input和水幫浦的輸出電平變數output。為了達到除錯目的，我們暫時在主迴路中增加乙個延時宣告，以便實時讀取變數input和變數output的值，這個延時會改變pid控制器的響應。
如果實驗結果不如簡單控制好，即快速達到設定溫度而幾乎沒有超調，那麼可能需要調節pid。arduino中自帶pid調節資源，而且本系統足夠簡單，多次嘗試和錯誤是可以接受的。arduino中常用的pid調節資源命名為pid autotune library，在arduino playground中可以獲得。
另一種可能性是你的系統對於pid控制器來說很不穩定。在多次重複實驗中，可能的情況有：水溫和容積不同，儲槽絕熱效能不好，外界溫度變化，熱輻射器的轉換效率低或者管路洩露。不管何種原因，如果基本系統不支援可重複的實驗結果，那你永遠都不能確定常數的值。
另外，回顧我們討論pid微分分量的內容，系統整個微分項是常數dc的函式。在清單3-3中將dc設為0，便得到pi控制器。即使你擁有完整的pid控制器，但是除錯一下pi控制器也是很不錯的，以便感受只有pc和ic常數的系統。
通過使核心體溫setpoint響應四肢溫度，我們給系統增加一些生物學模擬。對於這次改進，我們增加第二個熱電偶探頭，並利用它的讀數來修改變數setpoint。
器材清單
除了基本的pid系統外，我們還需要以下器材：
電路如圖3-14所示，電路由之前的電路和第二套熱電偶–電阻對t2-r2組成，用來監視人體模特頭部和其他支撐件的溫度。10kω電阻r2用來構造分壓迴路，使得溫度上公升時arduino中的讀數更大。
構造將雙絞線與第二個熱電偶連線，並將熱電偶纏繞或固定在人體模特的脖子或其他部位。在恰當的位置安裝熱電偶，以便其能夠很容易地感受冷熱變化。
程式設計適用於兩個熱電偶電路的arduino**如清單3-4所示。再次重申，因為我們使用了arduino的pid庫，所以程式設計的工作量不大。如果熱電偶t2的讀數增加，變數setpoint的值就減小，這意味著幫浦馬上就要開始工作，提前啟動了冷卻過程。相反，如果向熱電偶t2噴射壓縮空氣，降低t2的溫度，那麼變數setpoint將會增大，水幫浦直到熱電偶t1給出乙個相對更高的讀數時才會啟動。
清單3-4 適用於兩個熱電偶熱平衡系統的arduino**
上述**與之前單熱電偶探頭**的最大區別在於，系統組成和評估兩個熱電偶返回值的方法不同。注意，在這段**中變數setpointhigh、setpointmid和setpointlow的間距是不對稱的。你可以也應該嘗試一下等間距、增大或者減小賦給這些變數的值的間距。
操作到現在為止，你應該知道操作規範了。仔細加入熱水或者將電加熱器按特定方式加熱，以便在多次實驗中能夠重複這些初始條件。然後執行實驗並跟蹤輸出資料。在模擬人的生理反應時，使用動態setpoint值會干擾pid控制器。如果過度修改變數setpoint的值，你可能需要立即利用pid庫中的settunings()函式來為pid演算法設定新的常數。
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