計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告(文件)
【正文】 （2）【PI結(jié)構(gòu)】系統(tǒng)超調(diào)基本消除，但存在靜差，因此需要加入積分環(huán)節(jié)。Kp=，ki=，kd=?！ ”壤≒）控制 比例控制是一種最簡(jiǎn)單的控制方式。對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡(jiǎn)稱有差系統(tǒng)（System with Steadystate Error）。因此，比例+積分(PI)控制器，可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。 系統(tǒng)加入D和不加入D的不同之處。六、總結(jié)本課題的目的在于利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)PID算法產(chǎn)生PWM脈沖來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。通過此次設(shè)計(jì)，掌握了數(shù)字PID算法的使用及編程方法，學(xué)習(xí)了如何進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)及相關(guān)技巧。完成了硬件電路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，軟件方面利用C語(yǔ)言進(jìn)行編程，增強(qiáng)了程序的可移植性和靈活性并且保證了程序的準(zhǔn)確性。不加入D的話，當(dāng)系統(tǒng)較大慣性或滯后的被控對(duì)象，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)近似等幅振蕩，無(wú)法進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)?！氨壤表?xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項(xiàng)”，它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。積分項(xiàng)對(duì)誤差取決于時(shí)間的積分，隨著時(shí)間的增加，積分項(xiàng)會(huì)增大。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差（Steadystate error）。系統(tǒng)出現(xiàn)靜差，靜差=1 比較控制算法分別采用P、PI、PD、PID，控制效果的不同之處。V=60r/s, kp=，ki=。 通過波形圖說明PID算法參數(shù)整定規(guī)程（1）【P結(jié)構(gòu)】V=60r/s,kp=,靜差=2，超調(diào)=5 v=60r/s kp=。在設(shè)計(jì)中采用了光電傳感器做為測(cè)速裝置，其計(jì)算公式為： v= r/min從這里可以看出速度v的誤差主要是由圓盤邊緣上的凹槽數(shù)的多少?zèng)Q定的，為了減少系統(tǒng)誤差應(yīng)盡量提高凹槽的數(shù)量，在本次設(shè)計(jì)中取凹槽數(shù)N為120。例如當(dāng)電機(jī)以一定的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，若知道一段時(shí)間t內(nèi)傳感器輸出的低脈沖數(shù)為n，則電機(jī)轉(zhuǎn)速v=r/s。這樣單片機(jī)產(chǎn)生的PWM脈沖控制L298N的選通端[7]，使電機(jī)在PWM脈沖的控制下正常運(yùn)行，其中四個(gè)二極管對(duì)芯片起保護(hù)作用。其中輸出腳（SENSEA和SENSEB?）用來連接電流檢測(cè)電阻，Vss接邏輯控制的電源。通過脈沖計(jì)數(shù)，對(duì)速度進(jìn)行測(cè)量。 系統(tǒng)方案框圖 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)方案ULN2003是高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品，具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)。根據(jù)PWM控制的基本原理可知，一段時(shí)間內(nèi)加在慣性負(fù)載兩端的PWM脈沖與相等時(shí)間內(nèi)沖量相等的直流電加在負(fù)載上的電壓等效，那么如果在短時(shí)間T內(nèi)脈沖寬度為,幅值為U，：，若令，即為占空比，則上式可化為： (U為脈沖幅值) （），那么與此脈沖等效的直流電壓的計(jì)算方法與上述相同，即 （為矩形脈沖占空比） （） 周期性PWM矩形脈沖，要改變等效直流電壓的大小，可以通過改變脈沖幅值U和占空比來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵趯?shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)中脈沖幅值一般是恒定的，所以通常通過控制占空比的大小實(shí)現(xiàn)等效直流電壓在0～U之間任意調(diào)節(jié)，從而達(dá)到利用PWM控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)的目的。其中，在變壓調(diào)速系統(tǒng)中，大體上又可分為可控整流式調(diào)速系統(tǒng)和直流PWM調(diào)速系統(tǒng)兩種。直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)主要有三種方法：調(diào)節(jié)電樞供電的電壓、減弱勵(lì)磁磁通和改變電樞回路電阻。脈沖越窄，各波形的差異也越小。 形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖。這里所說的效果基本相同，是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。、PWM脈沖控制技術(shù)PWM(Pulse Width Modulation)控制就是對(duì)脈沖的寬
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