【正文】 誤差（ Steadystate error）。 PID 控制，實際中有 PI和 PD 控制。第四章主要是對電中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 5 路的設(shè)計，包括電源電路、按鍵電路、顯示電路、 AD 轉(zhuǎn)換電路和單片機的復(fù)位和晶振電路。 論文研究的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排 在對 PID 控制的發(fā)展現(xiàn)狀、 PID 控制器的特點和單片機的結(jié)構(gòu)等知識的閱讀和了解，設(shè)計一個基于單片機的 PID 控制器。 尤其引人注目是近些年來電氣傳動及機電控制等非自動儀表傳統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，又都采 用了 PID，可以說 PID 應(yīng)用領(lǐng)域已大為擴大。針對這些問題，長期以來， 人們一直在尋求 PID 控制器參數(shù)的自動整定技術(shù)，以適應(yīng)復(fù)雜的工況和高指標的控制要求。各種現(xiàn)代控制技術(shù)的出現(xiàn)并沒有減弱 PID 控制器的應(yīng)用 ,相反 ,新技術(shù)的出現(xiàn)對于 PID 控制技術(shù)的發(fā)展起了很大的作用。在一些情況下針對特定的系統(tǒng)設(shè)計的 PID控制器控制得很好，但仍不可否認 PID也有其固有的缺點：PID 在控制非線性、時變、耦合及參數(shù)和結(jié)構(gòu)不確定的復(fù)雜過程時，工作地不是太好。 第二， PID 參數(shù)較易整定。 1974 年英國倫敦大學(xué) 教授 是國外最早取得應(yīng)用成果的，他先利用模糊控制語句組的模糊控制器，用于鍋爐和汽輪機的運行控制； 我國的模糊控制理論和研究工作是在 1979 年開始的，如對模糊控制系中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 3 統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、模糊推理算法、自學(xué)習(xí)或自組織模糊控制器以及模糊控制器的穩(wěn)定性方面的研究； 80 年代末對模糊控制器和 PID 控制器的關(guān)系進行研究， 1985 年，徐承偉提出模糊控制器輸出與被控對象之間存在積分作用； 1987 年胡家耀在這基礎(chǔ)上提出 FuzzyPI 調(diào)節(jié)器，用于退火爐燃燒過程中； 1988 年，河北廊坊市工具廠李利民、王金奎研制的高溫 鹽浴爐微機控制系統(tǒng)以磁性調(diào)壓器作為執(zhí)行元件，采用 MPID 調(diào)解方式，當(dāng)爐溫在 11001300攝氏度范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)誤差小于 20 度； 1989 年，武漢鋁廠鄭恭恒、沈協(xié)和用單片機實現(xiàn)爐溫控制，采 BangBang和 PID 相結(jié)合的算法，達到升溫速度快，超調(diào)量小的升溫效果； 1997 年，吉林工業(yè)大學(xué)呂俊偉、王文成、黃海東研制的模糊 PI 開關(guān)混合控制器用于滲炭爐溫度控制系統(tǒng)，縮短了升溫時間，大大提高了控制精度最大超調(diào)量小于 1 度； DESBOROUGH 和 MILLER 在 2020 年的一次統(tǒng)計報告中指出，目前在美國有超過 11600 個有 PID 控制器結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)器在工業(yè)控制中應(yīng)用，有一些復(fù)雜的控制律其基本控制也用的 PID 控制算法，有大部分的反饋回路都是用的 PID 控制算法。從氣動控制到電氣控制到電子控制再到數(shù)字控制 , PID 控制器的體積逐漸縮小 ,性能不斷的提高。 PID 控制的思想逐漸明確，氣動反饋放大器被發(fā)明 ,儀表工業(yè)的重心被放在實際 PID 控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計上。模擬 PID 控制系統(tǒng)的原理框圖（如圖 所示），系統(tǒng)由模擬 PID 控制器和被控對象組成。當(dāng)被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或者當(dāng)使用者得不到精確的數(shù)學(xué)模型時，控制理論的其它技術(shù)很難采用時，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗和現(xiàn)場調(diào)試來確定，這時用 PID 控制技術(shù)是最方便的。 PID 控制是最實用化的控制方式，指的是一項流行的線性控制策略，它是對偏差信號 e(t)進行比例、積分、 微分運算變換后形成的一種控制規(guī)律，基本思想是“利用偏差、消除偏差”。比如壓力控制系統(tǒng)要采用壓力傳感器。同時，控制理論的發(fā)展主要經(jīng)歷了古典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個階段。 8051 單片機； PID 參數(shù)； ABSTRACT With the growing scale of production in modern industrial production , product quality increasing the plexity of modern environmental and industrial process control systems have bee essential equipment in the production . PID control is the most widespread and mon control , PID controller is its simple structure , good stability , reliable , and easy to adjust and bee one of the industrial control . Although a variety of modern control technology is frequent, but did not weaken the application of the PID controller . On the contrary, the emergence of new technologies for the development of the PID control technology played an important role in promoting .On the one hand , among the variety of new control ideas continue to be applied to the PID controller design or use of thought control to design a new controller with PID structure , the PID control technology has injected new vitality . On the other hand , the development of some of the new control technology requirements for more accurate PID control , thereby stimulating the development of PID controller design and parameter tuning technology . This paper based on the design of a PID controller in 8051 , including the power supply , display , button and reset circuit crystal oscillator circuit , the A / D and D / A conversion circuit , and finally the simulation on Proteus and Keil simulation platform . Keywords: PID controller。一方面 ,各種新的控制思想不斷被應(yīng)用于 PID 控制器的設(shè)計之中或者是使用新的控制思想設(shè)計出具有 PID 結(jié)構(gòu)的新控制器 ,PID 控制技術(shù)被注入了新的活力。 本人簽名： 日期： 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)論文指導(dǎo)教師評閱書 指導(dǎo)教師評語 （①基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握； ② 獨立解決實際問題的能力；③ 研究內(nèi)容的 理論依據(jù)和技術(shù)方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新點；⑤ 工作態(tài)度 及工作量；⑥總體評價及建議成績；⑦存在 問題； ⑧ 是否同意答辯等）： 成 績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)論文評閱教師評閱書 評閱教師評語 （ ①選題的意義； ② 基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及創(chuàng)新點；⑥寫作的規(guī)范程度；⑦總體評價及建議成績； ⑧ 存在問題； ⑨ 是否同意答辯等 ）： 成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院畢業(yè)論文答辯及綜合成績 答 辯 情 況 提 出 問 題 回 答 問 題 正 確 基本 正確 有一般性錯誤 有原則性錯誤 沒有 回答 答辯委員會評語及建議成績： 答辯委員會主任簽字： 年 月 日 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評定成績： 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負責(zé)人： 年 月 日 摘 要 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷壯大，人們對產(chǎn)品質(zhì)量的要求日益提高，以及現(xiàn)代環(huán)境的復(fù)雜化，使工業(yè)過程控制 系統(tǒng)已成為生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本畢業(yè)論文的研究 成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實可靠。本畢業(yè)論文的知識產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。相反 ,新技術(shù)的出現(xiàn)對于 PID 控制技術(shù)的發(fā)展起了很大的推動作用。 關(guān)鍵詞 ： PID 控制器 。 目 錄 1 緒論 ............................................. 1 概述 ....................................... 1 PID 控制的發(fā)展和趨勢 ....................... 2 論文研究的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排 ................... 4 2 PID 控制 ........................................ 6 PID 控制的特點和原理 ....................... 6 PID 控制器 ................................. 7 PID 控制的自整定 ........................... 9 3 系統(tǒng)的整體設(shè)計方案 .............................. 12 系統(tǒng)整體方案 .............................. 12 系統(tǒng)的性能要求 ............................ 12 主控模塊 .................................. 13 單片機 .............................. 13 8051 單片機 ......................... 16 單片機的引腳 簡介 .................... 20 8051 單片機的工作原理 ............... 22 4 電路設(shè)計 ........................................ 23 電源電路設(shè)計 .............................. 23 按鍵電路設(shè)計 .............................. 24 顯示電路的設(shè)計 ............................ 25 AD 轉(zhuǎn)換電路 ............................... 29 復(fù)位電路和晶振電路 ........................ 34 5 軟件設(shè)計 ........................................ 36 Proteus 軟件簡介 .......................... 36 Keil 軟件 ................................. 36 設(shè)計思路 .................................. 37 程序設(shè)計 ............................ 37 顯示子程序 ..