基于不完全微分的pid溫度控制系統(tǒng)-wenkub
2022-11-23 15:00:11 本頁面
【正文】 ，具備技術(shù)實(shí)現(xiàn)能力，基本能夠處理實(shí)踐過程中的問題并提出解決辦法，進(jìn)一步提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平。在實(shí)訓(xùn)中設(shè)計(jì)出的方案和程序要滿足規(guī)定和切合實(shí)際。 AC6611 采用大規(guī)模可編程門陣列設(shè)計(jì)，提高可靠性。 工作方式：軟件查詢。輸入范圍跳線器選擇，對(duì)應(yīng)輸入幅度及精度如下： 輸入 系統(tǒng)精度（ FSR） 跳字 0－ 10V % 1LSB 0－ 5V % 5V－ +5V % 1LSB (2)模擬量輸出 (D/A) 1路 12位 DA，分辨率 12位，精度： %， 電壓輸出，最大輸出電流： 5毫安。 10伏，跳線器選擇。 輸出高電壓 ，低電壓 ,最大輸出電流 ： 8mA 輸入電流： 輸入高電壓門限：〉 2V， 低電壓：〈 。 AC6611占用 64個(gè) I/O選通空間 (自動(dòng)分配 )。 1)AC6611模擬量輸入的測(cè)試 以下操作在界面的 A/D測(cè)試區(qū)域進(jìn)行操作 ,如圖所示。 ④按啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集，其顯示情況 如圖 23所示。 2)AC6611模擬量輸出的測(cè)試 以下操作在界面的 A/D測(cè)試區(qū)域進(jìn)行操作 ,如圖 23所示 圖 23 AC6611 模擬量輸出測(cè)試 ①選擇輸入量程 6 AC6611的模擬量輸出量程可以是 0～ 10V或－ 10V～＋ 10V，選擇的輸出量程應(yīng)該和板卡 設(shè)置的量程一致，否則無法獲得正確的采集結(jié)果。 注意：可以將 AC6611的 A/D當(dāng)作萬用表使用。 采用萬用表測(cè)量其輸出是高電平還是低電平。對(duì)于 C++一類的語言，可以使用動(dòng)態(tài)調(diào)用 DLL 的法使用 DLL，如 VisualC++\C++ Builder；對(duì)于 Visual Basic\Delphi 等語言基本省略了加載 DLL 的過程，定義了函數(shù)說明后，可以直接使用 DLL 中的函數(shù)。其在工作的時(shí)候是通過外在的控制器給予它一個(gè)模擬的信號(hào)，來驅(qū)動(dòng)加熱器工作，在此同時(shí)它也會(huì)向控制器反饋它此時(shí)的溫度狀態(tài)。 圖 3 加熱器溫度控制系統(tǒng)框圖 加 熱 器 AC6611 A/D、 D/A轉(zhuǎn)換 PC 數(shù)據(jù)處理 8 AC6611 和加熱器接線圖設(shè)計(jì) AC6611 是通過 AC157 和加熱器相連接的，在加熱器的輸出和地之間還需要接一個(gè) 500Ω的電阻，將 4 到 20 毫安的電流轉(zhuǎn)換成 2到 10伏的電壓。 控制程序中主要包括 界面的設(shè)計(jì) (見圖 35)、數(shù)據(jù)采集處理程序的設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)控制程序設(shè)計(jì)等。在編輯欄中我們可以修改 PID 控制算法的相應(yīng)的參數(shù) P、 I、 D 等。 unsigned long da。 //轉(zhuǎn)換為電壓 PV=()*()。 D/A代碼換算及輸出程序 控制量與 D/A 轉(zhuǎn)換代碼如下： void __fastcall TForm1::Timer1Timer(TObject *Sender) { if(PVHL||PVLL) Shape1BrushColor=clRed。ad_data)。 //顯示輸出溫度 Ek=SPPV。 if(Uk0) Uk=0。 Ek1=Ek。 } 5 控制算法程序設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)控制具體的設(shè)計(jì)要通過一定的程序以及算法才能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制，在本次中主要包含顯示曲線的程序設(shè)計(jì)、 PID算法程序設(shè)計(jì)下面分別介紹他們。將圖分成長 480個(gè)點(diǎn)，寬 300個(gè)點(diǎn)。 趨勢(shì)曲線圖程序如下： for(int i=0。 sptrend[i]=sptrend[i+1]。 //準(zhǔn)備 480 個(gè)點(diǎn) } Image2PictureLoadFromFile()。 //給定值棒條起點(diǎn) Image2CanvasLineTo(35,294SP*288/(HSLS))。 12 Image2 CanvasPenColor = clGreen。 Image1 CanvasPenWidth = 1。i480。 for(int i=0。 Image1CanvasMoveTo(0,300)。 } Form1Caption=不完全微分 PID 控制 (2020540283 王亮 )+DateTimeToStr(Now())。積分和微分都不能單獨(dú)起作用，必須與比例控制配合。 if( Uk) Uk=。 Ek2=Ek1。 調(diào)試方法 硬件的調(diào)試：在進(jìn)行硬件調(diào)試的時(shí)候，我們可以讓硬件在極限條件進(jìn)行工作，觀察其性能是否穩(wěn)定，其個(gè)方面的指標(biāo)是否有較大的波動(dòng)，以驗(yàn)證其性能的優(yōu)劣。 kukuku ?? ????TT Tf f??? 14 察程序是否存在沒有考慮到的漏洞，以對(duì)其進(jìn)行修改和調(diào)試。 (2)子程序的調(diào)試和結(jié)果 趨勢(shì)曲線圖的調(diào)試：在繪制趨勢(shì)曲線圖的時(shí)候運(yùn)行程序時(shí)有一個(gè)錯(cuò)誤 ， 運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)圖形的起點(diǎn)和終點(diǎn)與設(shè)置的不一樣，后面想到老師講的圖形的坐標(biāo)與我們數(shù)學(xué)中用到的有一些不一樣，后面通過計(jì)算準(zhǔn)確的顯示圖形。 (3)PID 參數(shù)整定和結(jié)果 PID 參數(shù)整定先是比例后積分再微分 ,PID 參數(shù)整定結(jié)果是將趨勢(shì)曲線圖顯示為最佳狀態(tài) 。這些工程參數(shù)整定的方法對(duì)操作的經(jīng)驗(yàn)依賴性大，一般只適用于有較長工作年限的操作者。沒整定的 PID 見圖 71。整定后的圖見 72 (2) 積分的整定 圖 73 積分整定圖 由上圖可知靜態(tài)誤差不能瞞足要求，則我們整定積分環(huán)節(jié)，整定前的積分時(shí)間為 10,其它的以原來的為準(zhǔn)，整定時(shí)我們將積分時(shí)間加大和減小觀察圖形，其中當(dāng)積分時(shí)間為 5 時(shí)圖如圖 73. (3)微分的整定 圖 74微分整定 圖 微分控制可以減小超調(diào)量。 8 技術(shù)小結(jié) 在本次實(shí)訓(xùn)中，我們利用 C++Builder 編寫的基于 AC6611 板卡的單回路加熱器溫度控制系統(tǒng)。在 編程時(shí)我還有一個(gè)問題很嚴(yán)重就是調(diào)用 AD 和條用 DA 老是弄反 。 18 參考文獻(xiàn) [1]于海生 .計(jì)算機(jī)控制技術(shù) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020.. [2]陸衛(wèi)忠 . C++Builder 程序設(shè)計(jì)教程 .2 版 . 北京 . 科學(xué)出版社， 2020. [3]秦沿海 《數(shù)字 PID 控制原理及其應(yīng)用》， 1997 年 19 附錄：控制程序清單 // include pragma hdrstop include include // pragma package(smart_init) pragma resource *.dfm TForm1 *Form1。 int mvtrend[480]。 float Uk=,DeltaUk=,DeltaUk1=0,Uk1=,Ek=,Ek1=,Ek2=。 unsigned long ad_data。 //采集數(shù)值 04095 adv=ad_data*。 //求偏差 DeltaUk=a*DeltaUk1+(1a)*(q0*Ek+q1*Ek1+q2*Ek2)。 DeltaUk1=DeltaUk。 da=(unsigned short int)(Uk*)。i479。 sptrend[479]=300*SP/(HSLS)。 //調(diào)用棒圖程序 Image2 CanvasPenColor = clRed。 //比例變換 Image2 CanvasPenColor = clBlue。 Image2CanvasMoveTo(70,294)。 //曲線粗細(xì)程度 if(CheckBox1Checked==true) { Image1 CanvasPenColor = clRed。i++) //曲線由 480 個(gè)點(diǎn)組成 Image1CanvasLineTo(i,300sptren
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