基于單片機(jī)的數(shù)字pid控制直流電機(jī)pwm調(diào)壓調(diào)速器系統(tǒng)設(shè)計(jì)-wenkub
2023-07-08 08:36:24 本頁面
【正文】 M占空比越大，就驅(qū)動(dòng)晶體管導(dǎo)通的時(shí)間越長，這樣加到壓頻轉(zhuǎn)換器的電壓也就越大，電壓越大，則壓頻轉(zhuǎn)換器輸出的計(jì)數(shù)脈沖再單位時(shí)間也就越多，這樣就相當(dāng)于電機(jī)的電壓越大，其轉(zhuǎn)速也就會(huì)越快，我們?cè)儆脝纹瑱C(jī)對(duì)壓頻轉(zhuǎn)換器的輸出脈沖計(jì)數(shù)，PID調(diào)節(jié)器就把這個(gè)計(jì)數(shù)脈沖和預(yù)先設(shè)定的 值進(jìn)行比較，比設(shè)定值小，這樣就會(huì)得到一個(gè)偏差，再把這個(gè)偏差加到AD的給定電壓，這樣就相當(dāng)于加大了PWM的占空比，要是比設(shè)定值大，這樣也會(huì)得到一個(gè)偏差，就把這個(gè)變差與給定的電壓向減，這樣就可以減少PWM的占空比，通過改變占空比來改變晶體管的導(dǎo)通時(shí)間，就可以改變壓頻轉(zhuǎn)換器的輸入電壓，也就改變壓頻轉(zhuǎn)換器的單位計(jì)數(shù)脈沖，達(dá)到調(diào)電動(dòng)機(jī)速度的目的。其輸入e (t)與輸出u (t)的關(guān)系為 u(t)=kp(e((t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt) 式中積分的上下限分別是0和t 因此它的傳遞函數(shù)為：G(s)=U(s)/E(s)=kp(1+1/(TI*s)+TD*s)其中kp為比例系數(shù)； TI為積分時(shí)間常數(shù)； TD為微分時(shí)間常數(shù)。利用該方法進(jìn)行 PID控制器參數(shù)的整定步驟如下：(1)首先預(yù)選擇一個(gè)足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作；(2)僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對(duì)輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩， 記下這時(shí)的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期；(3)在一定的控制度下通過公式計(jì)算得到PID控制器的參數(shù)。PID控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應(yīng) 曲線法和衰減法。PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計(jì)算整定法。PID控制，實(shí)際中也有PI和PD控制。目 錄第1章 PID簡介 1第2章 設(shè)計(jì)原理 2第3章 設(shè)計(jì)方案 3 PWM的調(diào)制 3 基于單片機(jī)的數(shù)字PID控制直流電機(jī)PWM調(diào)壓調(diào)速器系統(tǒng) 5 調(diào)速原理 5 基于單片機(jī)的數(shù)字PID控制直流電機(jī)PWM調(diào)壓調(diào)速器系統(tǒng)原理圖 6 7 PID調(diào)速程序 8第4章 心得體會(huì) 13參考文獻(xiàn) 1414第1章 PID簡介 PID （比例積分微分，英文全稱為Proportion Integration Differentiation）控制器問世至今已有近70年歷史，它 以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、 積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。它主要是 依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過理論計(jì)算確定控制器參數(shù)。三種方法各有其特點(diǎn)，其共同點(diǎn)都是通過試驗(yàn)，然后按照工程經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行整定。 PID（比例積分微分）控制器作為最早實(shí)用化的控制器已有50多年歷史，現(xiàn)在仍是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器。本次課程設(shè)計(jì)就是應(yīng)用數(shù)字PID模型作單片機(jī)控制編程，其中P、I、D參數(shù)可按鍵輸入并用LED數(shù)碼顯示；單片機(jī)PWM調(diào)寬輸出，開關(guān)驅(qū)動(dòng)、電子濾波控制模擬電機(jī)（壓控振蕩器）實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的PID調(diào)壓調(diào)速功能。第3章 設(shè)計(jì)方案 PWM的調(diào)制 AD芯片給定一定的電壓，應(yīng)用單片機(jī)來控制來產(chǎn)生一個(gè)PWM,給定的電壓不同，就會(huì)的得到不同的PWM波形。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換等待結(jié)果 JNB EOC,$ SETB OE MOV ADC,P1 。當(dāng)開環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定后，加上一個(gè)擾動(dòng)，或者說是加上負(fù)載，這樣就使的壓頻轉(zhuǎn)換器的電壓減少，在給定一定電壓的時(shí)候，當(dāng)負(fù)載分壓的時(shí)候，也就相當(dāng)于直流電機(jī)的電壓就會(huì)減少，這樣直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速就會(huì)下降，或者說當(dāng)有負(fù)載的時(shí)候，壓頻轉(zhuǎn)換器的輸入電壓就會(huì)減少，這樣輸入的脈沖在單位時(shí)間就會(huì)減少，這樣PID調(diào)節(jié)器，通過改變PID的參數(shù)，PID控制器由比例單元（P）、積分單元（I）和微分單元（D）組成。當(dāng)給定電壓為較高（E8H） 高電壓給定對(duì)應(yīng)
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