【正文】 廣泛的應(yīng)用。 曲線漂浮繞大灣，比例度盤(pán)往小扳 。 動(dòng)差大來(lái)波動(dòng)慢。 工程整定法 工程整定法又有臨界比例度法、衰減曲線法和反應(yīng)曲線法。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 10 頁(yè) (2)使系統(tǒng)投入閉環(huán)運(yùn)行，等系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，對(duì)設(shè)定值施加一個(gè)階躍變化，并逐漸減小比例度 ? ，直到系統(tǒng)進(jìn)入下圖的等幅振蕩狀態(tài)。在有無(wú)自衡特性的過(guò)程中，按此法整定的參數(shù)會(huì)是系統(tǒng)響應(yīng)的衰減率偏大或偏小。 (2)待系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后，對(duì)設(shè)定值作階躍變化，觀察控制過(guò)程系統(tǒng)的響應(yīng)。記錄下 4:1(或 10:1)的 δs 、 sT （或 rT ） ，如圖所示。尤其是對(duì)于一些干擾比較頻繁地控制系統(tǒng)。因此，我們還要在工程現(xiàn)場(chǎng)對(duì)其進(jìn)行調(diào)試和修正。 （ 2）積分時(shí)間 iT 越大，積分作用越微弱，過(guò)渡過(guò)程越平緩，穩(wěn)態(tài)誤差消除的也越慢；反之，過(guò)渡過(guò)程振蕩的越劇烈，穩(wěn)態(tài)誤差消除的越快 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 13 頁(yè) （ 3）微分時(shí)間 dT 越大，微分作用越微弱，過(guò)渡 過(guò)程趨向穩(wěn)定，最大偏差越小；但是如果微分時(shí)間 dT 過(guò)大，會(huì)以此增加過(guò)渡過(guò)程的波動(dòng)程度 經(jīng)驗(yàn)法整定參數(shù)的具體步驟是： (1)將調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間 iT 置于最大，微分時(shí)間 dT 放到最小，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置比例度 δ。 (3)保持積分時(shí)間不變，更改比例度 δ，觀察過(guò)度過(guò)程有沒(méi)有改善，如果得到改善，繼續(xù)更改比例度，若沒(méi)有得到改善則反方向修改比例度，直到得到滿(mǎn)意的結(jié)果。 MATLAB 語(yǔ)言的特點(diǎn)如下： (1)MATLAB 語(yǔ)言的簡(jiǎn)潔緊湊，編程效率高 (2)界面友好，用戶(hù)使用方便 (3)MATLAB 圖形功能強(qiáng)大 (4)程序設(shè)計(jì)自由度大，可移植性好 (5)擴(kuò)充能力強(qiáng) (6)MATLAB 龐大的模塊集 (7)MATLAB 強(qiáng)大的系統(tǒng)仿真功能 積分分離 PID 控制器的 M 文件仿真 對(duì)于溫度控制系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)分析，精簡(jiǎn)數(shù)學(xué)模型， 被控對(duì)象 可以看做是一個(gè)一階的純滯后系統(tǒng)，這里用的對(duì)象是： 采樣時(shí)間為 20s，延遲時(shí)間為 5 個(gè)采樣時(shí)間，即 100s，被控對(duì)象離散化為 ： y(k)=den(2)y(k1)+mum(2)u(k5) 公式 31 當(dāng) M=1 時(shí)，是積分分離 PID 控制，這里采用的是分段式積分分離的方式，即采用不同的積分強(qiáng)度，對(duì)應(yīng)的是不同的誤差絕對(duì)值。 %延時(shí)程序 sys=tf([1],[60,1],39。zoh39。)。 ei=ei+error(k)*ts。abs(error(k))=30 beta=。 end M=2 采用普通 PID 控制 elseif M==2 %采用普通 PID 控制 beta=。 u(k)=kp*error(k)+kd*(error(k)error_1)/ts+beta*ki*ei。 end u_5=u_4。u_1=u(k)。 %更新輸出量 圖 積分分離 PID 的 u(k)的值 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 17 頁(yè) 圖 普通 PID 的 u(k)的值 圖 和圖 分別為積分分離 PID 和普通 PID 的 u(k 的值 ) 分別采用不同 PID 控制時(shí)，階躍式跟蹤結(jié)果見(jiàn)下圖 圖 積分分離 PID 信號(hào)跟蹤 (M=1) 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 18 頁(yè) 圖 采用普通 PID 階躍跟蹤 (M=2) 由上面的仿真效果可知，用了積分分離控制的系統(tǒng)，其控制效果有明顯的改善， 積分分離 PID 控制器的 simulink 仿真 下面是積分分離 PID 控制對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單環(huán)節(jié)進(jìn)行的仿真，傳遞函數(shù)為： 系統(tǒng)的 simulink 仿真圖如下 圖 圖 積分分離 PID 控制 simulink 仿真程序圖 160se)s(100s??G 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 19 頁(yè) 通過(guò)經(jīng)驗(yàn)法設(shè)置 PID 參數(shù)為： Kp=， ki=， kd=3。 運(yùn)行仿真，階躍信號(hào)輸出結(jié)果比較平滑，說(shuō)明系統(tǒng)穩(wěn)定，仿真結(jié)果如圖： 圖 程序仿真結(jié)果 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 20 頁(yè) 第四章 硬件選型及電路 設(shè)備選型 單片機(jī) PIC16F877A PIC16F877A 是美國(guó)微芯公司（ Microchip）所生產(chǎn)研發(fā)的新產(chǎn)品，屬于 PICmicro 系列單片微機(jī)，可以做到在線邊緣和 在線調(diào)試。其內(nèi)置了 EEPROM，其 ROM 的容量為 8K words， 2K 為 page，共 4 個(gè) pages；內(nèi)部 RAM 共 512bit（ 00f1FFh），以 128bit 為一個(gè) Bank，共分 4 個(gè) Bank。本次設(shè)計(jì)才用的是雙列直插式 40 引腳的 PIC16F877A 芯片。 VSS：接地引腳（ Pin12 與 Pin31）。包括了端口 RA 引腳、端口 RB 引腳、端口 RD 引腳、端口 RE 引腳。 DS18B20 的一個(gè)特點(diǎn)是無(wú)需外接電源，用于讀寫(xiě)和溫度轉(zhuǎn)換的電源可以從數(shù)據(jù)線本身獲得。在本系統(tǒng)中采用默認(rèn)的 l2 bit 分辨率，溫度值分辨率為 ，可在最多 750 ms 內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字且實(shí)現(xiàn) 12 bit 分辨率。 （ 2） DQ 為數(shù)據(jù)輸入 /輸出端。 圖 LCD1602 Vss：接地端（電源地） Vdd：接電源（ 5v） Vee：顯示器的對(duì)比度調(diào)整段。 E：使能端。 單總線技術(shù)適用于單主機(jī)系統(tǒng)，能夠控制一個(gè)或者多個(gè)從機(jī)設(shè) 備，單總線系統(tǒng)由硬件配置、單總線信號(hào)和處理次序組成，它之定義了一根信號(hào)線，各部分之間的控制和數(shù)字信號(hào)交換都由這根信號(hào)線線完成。 圖 制熱模塊 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 25 頁(yè) 數(shù)據(jù)采集電路 如圖所示 , 溫度傳感器單線數(shù)字溫度傳感器芯片 DS18B20,。 圖 溫度采集電路 顯示模塊 溫度顯示采用兩個(gè) 73ls138 譯碼器和 7segmpx2cc 構(gòu)成，而狀態(tài)顯示采用兩個(gè)不同顏色的 LED 燈構(gòu)成。通過(guò)仿真結(jié)果，設(shè)計(jì) PID 控制 其次，了解參數(shù)整定，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)法，選用合適的參數(shù)對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 34 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1] 劉金琨 .先進(jìn) PID 控制 MATLAB 仿真 [M].2 版，北京電子工業(yè)出版社， ； [2] 胡祝兵 ,易江 ,王娟 .積分分離 PID 控制在溫控系統(tǒng)中的仿真研究 [J].承德石油高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，2021,4:1008~9446。 在這里，我首先要感謝指導(dǎo)我完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的曹敏老師，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，曹敏老師給了我很大的幫助，在我因?yàn)橐獏⒓诱衅负凸珓?wù)員考試時(shí)，曹敏老師又給了我最大理解和支持。 盡管如此，由于自身所學(xué)不能盡善盡美，因此文章一定會(huì)有不完善的地方。 close all。,100)。 [num,den]=tfdata(dsys,39。u_2=0。 y_1=0。error_2=0。 %I separation rin(k)=40。 if M==1 %Using integration separation if abs(error(k))=30amp。 elseif abs(error(k))=10amp。 %Not using integration separation end kp=。 if u(k)=110 % Restricting the output of controller u(k)=110。u_3=u_2。y_2=y_1。 end 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 38 頁(yè) figure(1)。r39。)。 figure(2)。 xlabel(39。u39。DQ=0 define MOTOR RC2 define LED RC6 define LED1 RC0 define LED2 RC7 define LCD_CTRL PORTC //控制端口 define LCD_CTRL_DIR TRISC //控制端口方向位 define LCD_RS RC3 // 指令數(shù)據(jù)控制， 1 為指令， 0 為數(shù)據(jù) define LCD_RW RC4 // 讀寫(xiě)控制 ,1 為讀 ,0 位寫(xiě) define LCD_E RC5 // 使能信號(hào) ,有特殊時(shí)序要求 ,下降沿生效 define LCD_DATA PORTB // 數(shù)據(jù)端口 ,PORTD 與 DB0:DB7 順次相連 define LCD_DATA_DIR TRISB // 數(shù)據(jù)端口方向位 // LCD 模塊的基本命令字 define DISP_2Line_8Bit 0b00111000 //2 行 ,8 位數(shù)據(jù)位 define DISP_2Line_4Bit 0b00101000 //2 行 ,4 位數(shù)據(jù)位 define DISP_ON 0x00C // 開(kāi)顯示 define DISP_ON_C 0x00E // 開(kāi)顯示 ,顯示光標(biāo) define DISP_ON_B 0x00F // 開(kāi)顯示 ,顯示光標(biāo) ,光標(biāo)閃動(dòng) define DISP_OFF 0x008 // 關(guān)閉顯示 define CLR_DISP 0x001 // 清空顯示 RAM 。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 39 頁(yè) 附錄二 單片機(jī)算法全部程序 include include include // __CONFIG (0X1832)。)。r39。rin,yout39。 xlabel(39。b39。 error_2=error_1。u_1=u(k)。 end u_5=u_4。 kd=。 else beta=。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 37 頁(yè) elseif abs(error(k))=20amp。 ei=ei+error(k)*ts。 for k=1:1:200 time(k)=k*ts。y_3=0。u_4=0。)。zoh39。 %Delay plant sys=tf([1],[60,1],39。 最后，感謝在百忙之中抽出寶貴時(shí)間對(duì)本論文進(jìn)行評(píng)審的各位老師。 當(dāng)然，我要感謝給予我?guī)椭凸膭?lì)的同學(xué)。 [4] 潘永湘 .過(guò)程控制與自動(dòng)化儀表 [M].機(jī)械工業(yè)出版社 ,； [5] 李國(guó)勇 . 智能控制及其 MATLAB 實(shí)現(xiàn) [M].電子工業(yè)出版社 ,。 得出了結(jié)論： 在普通 PID 控制中 ,引入積分環(huán)節(jié)的目的主要是為了消除靜差。 圖 鍵盤(pán)模塊 電源模塊 考慮到在空調(diào)系統(tǒng)中，需要交流電來(lái)供電，所以單片機(jī)系統(tǒng)也采用交流供電， 通過(guò)電源模塊將 220v 交流電轉(zhuǎn)換為 10v 的直流電 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 27 頁(yè) 圖 電源模塊 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 28 頁(yè) 第五章 軟件設(shè)計(jì) 程序流程圖 主程序流程圖 開(kāi) 始系 統(tǒng) 初 始 化調(diào) 用 讀 溫 子 程 序L C D 顯 示 子 程 序鍵 盤(pán) 輸 入 設(shè) 定 溫 度檢 查 溫 度 設(shè) 定 溫 度