【正文】 gned char LCD_Char){ LCD_Write_Data(LCD_Char) 。 DelayMS(1) 。 //數(shù)據(jù)手冊(cè)要求查忙信號(hào)或者等待時(shí)間超過(guò)40us // 復(fù)位序列結(jié)束 LCD_Write_CMD(DISP_ON)。 //數(shù)據(jù)手冊(cè)要求查忙信號(hào)或者等待時(shí)間超過(guò)40us LCD_Write_CMD(ENTRY_INC)。 //數(shù)據(jù)手冊(cè)要求查忙信號(hào)或者等待時(shí)間超過(guò)40us LCD_Write_CMD(DISP_2Line_8Bit)。 DelayMS(1)。 LCD_CMD_W_Timing()。 // LCD控制用寄存器置為輸出 LCD_DATA_DIR = 0x00。unsigned char key=0,key4L=0。void keyscan()。 //設(shè)置顯示坐標(biāo)void LCD_CMD_W_Timing( void ) 。 //向LCD輸出字符串void LCD_Puts_ROM( const char * ) 。 // 基本功能函數(shù)void LCD_Init (void) 。 define DQ RC1define DQ_HIGH() TRISC1=1 //設(shè)置數(shù)據(jù)口為輸入define DQ_LOW() TRISC1=0。ylabel(39。)。)。time(s)39。,time,yout,39。error_1=error(k)。 y_3=y_2。u_4=u_3。u(k)=kp*error(k)+kd*(error(k)error_1)/ts+beta*ki*ei。 endelseif M==2 beta=。abs(error(k))=30 beta=。M=1。%Delay plantyout(k)=den(2)*y_1+num(2)*u_5。error_1=0。u_5=0。u_1=0。)。inputdelay39。附錄一 PID仿真程序%Integration Separation PID Controllerclear all。在本次設(shè)計(jì)中，我遇到了很多困難，有很多內(nèi)容（比如PIC單片機(jī)編程）并不是很熟悉，需要靠自己四年積累的知識(shí)和自己形成解決問(wèn)題思路來(lái)深入學(xué)習(xí)新的課題。[6] 夏瑋,李朝暉,[M].人民郵電出版社,；[7] 陶永華,[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.致 謝時(shí)間稍縱即逝，轉(zhuǎn)眼間，四年的大學(xué)生活已經(jīng)過(guò)去，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也是我在的求學(xué)生涯完成的最后一份作業(yè)。但在過(guò)程的啟動(dòng)、結(jié)束或大幅度增減設(shè)定時(shí)，短時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)輸出有很大偏差，會(huì)造成PID運(yùn)算的積分積累，致使控制量超過(guò)了執(zhí)行機(jī)構(gòu)可能允許的最大動(dòng)作范圍對(duì)應(yīng)的極限控制量，引起系統(tǒng)較大的超調(diào)，甚至引起系統(tǒng)較大的振蕩，當(dāng)設(shè)定值與被控量之間的偏差較小時(shí)，取消積分作用，避免積分作用降低控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增大超調(diào)量；當(dāng)設(shè)定值與被控量接近時(shí)，引入積分作用，實(shí)現(xiàn)靜差的消除，提高了控制精度。完成了以下工作：首先，運(yùn)用MATLAB實(shí)現(xiàn)了對(duì)積分分離PID控制器的設(shè)計(jì)及仿真，進(jìn)行了M文件和simulink仿真。由于DS18B20的工作電流達(dá)1mA, 僅靠10k 的上拉電阻提供電源是不行的, 因此, 需要從VCC引腳接入外部電源。在仿真中，用一個(gè)電燈泡仿真熱電阻，由燈泡的亮滅時(shí)間反應(yīng)PWM的占空比。直到近年美國(guó)的DALLAS公司推出一套單總線技術(shù)，與以往的總線形式不同，其單根信號(hào)線是雙向的，即可以傳輸時(shí)鐘信號(hào)，也可以傳輸數(shù)據(jù)，而且成本低廉、線路簡(jiǎn)單、便于擴(kuò)展和維護(hù)。RW：讀寫端，高電平讀，低電平寫。每個(gè)點(diǎn)陣字符為都可以顯示一個(gè)字符。工作在寄生電源時(shí)，該引腳接地?？梢詫?shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫。DS18B20通過(guò)一個(gè)單線接口發(fā)送或接收信息，利用單項(xiàng)控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫。I/O功能引腳 PIC16F877A有5個(gè)端口，有33個(gè)雙向I/O引腳，每一個(gè)引腳都可以設(shè)置輸入輸出狀態(tài)。 40引腳PIC16F877A引腳圖電源引腳和接地引腳VDD：電源引腳（Pin11和Pin32）。PIC16F877A有40引腳和28引腳44引腳等封裝方式?？梢宰岄_(kāi)發(fā)者快速的進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)和糾錯(cuò)。kd=3。y_1=yout(k)。u_2=u_1。endif u(k)=110 u(k)=110。kd=。 else beta=。 elseif abs(error(k))=20amp。error(k)=rin(k)yout(k)。v39。dsys=c2d(sys,ts,39。ts=20。即使用戶不懂C等這樣的程序語(yǔ)言，也可以在MATLAB上實(shí)現(xiàn)幾乎全部功能。進(jìn)行階躍擾動(dòng)試驗(yàn)，觀察過(guò)度過(guò)程，進(jìn)而重復(fù)進(jìn)行相應(yīng)試驗(yàn)，直到滿意為止。其調(diào)整的經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則是“看曲線，調(diào)參數(shù)”：（1）比例度δ越大，過(guò)渡過(guò)程越平緩，穩(wěn)態(tài)誤差越大；反之，過(guò)度過(guò)程振蕩的越劇烈，穩(wěn)態(tài)誤差越小；但如果比例度δ過(guò)小，可能出現(xiàn)發(fā)散振蕩。當(dāng)系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中受到干擾，要得到閉環(huán)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線就變得異常困難，此時(shí)，單純的臨界比例度法和衰減曲線法都很難得到滿意的結(jié)果。但是有時(shí)4:1衰減比較難確定其衰減程度，只能是近似，因此難以得出準(zhǔn)確的δ、和。對(duì)于ψ=，也同樣的做上面的試驗(yàn)，直到出現(xiàn)衰減比為10:1的衰減過(guò)程。衰減曲線法的具體步驟是： (1)先置調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間→∞，微分時(shí)間→0，比例帶置于較大的數(shù)值；將系統(tǒng)投入閉環(huán)運(yùn)行。 臨界比例度發(fā)的參數(shù)計(jì)算表 整定參數(shù)調(diào)節(jié)規(guī)律P——PI—PID此外，隨著過(guò)程特性不同，按此法整定的調(diào)節(jié)器參數(shù)也不一定獲得所需的結(jié)果。臨界比例度法的整定步驟：(1)將調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間置于最大，即→∞；置微分時(shí)間置零， =0；置比例帶為一個(gè)較大的值。一看二調(diào)多分析，調(diào)節(jié)質(zhì)量不會(huì)低。曲線振蕩頻率快，先把微分降下來(lái) 。曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大 。工程整定方法主要是靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，直接在系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行即閉合的控制回路中對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行整定?？刂破鞯恼ǚ椒梢苑譃閮纱箢悾豪碚撚?jì)算的方法和工程整定的方法。積分分離控制算法可表示為： 公式 23式中: T：采樣時(shí)間；β：積分項(xiàng)的開(kāi)關(guān)系數(shù)。這其中應(yīng)用最多的是積分分離。（3） 微分環(huán)節(jié)微分作用反應(yīng)偏差信號(hào)的變化趨勢(shì)，可以改善閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)特性，如縮短調(diào)節(jié)時(shí)間，減小超調(diào)量。它對(duì)系統(tǒng)的性能影響可以體現(xiàn)在以下兩方面：1 、對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響積分作用會(huì)降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響比例系數(shù)KP增大，可以使系統(tǒng)的動(dòng)作更靈敏，速度加快， KP偏大時(shí)，振蕩次數(shù)加多，增加調(diào)節(jié)的時(shí)間。他是將比例、積分和微分（P、I、D）通過(guò)線性結(jié)合構(gòu)成了控制量，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制。其溫度的控制過(guò)程為：經(jīng)過(guò)測(cè)量變送環(huán)節(jié)，將測(cè)量值與給定值的偏差送到控制器中，通過(guò)控制器輸出控制量給調(diào)節(jié)器，由調(diào)節(jié)器在調(diào)節(jié)溫度。意義隨著數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展，使我們?cè)诳刂破鞯脑O(shè)計(jì)上有了更大的靈活性，改進(jìn)型 PID 控制的研究，可以改善系統(tǒng)品質(zhì)，滿足不同控制系統(tǒng)的需要。（2）對(duì)多輸入多輸出的被控對(duì)象，對(duì)于多變量的過(guò)程的PID參數(shù)整定方法的研究，可以進(jìn)一步完善繼電反饋法，減少檢驗(yàn)的信息量，使在線整定給位方便。其不足，主要是型號(hào)處理過(guò)于簡(jiǎn)單，不能發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。 PID技術(shù)的不足PID 控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。遺傳算法已被人們廣泛地應(yīng)用于組合優(yōu)化、機(jī)器學(xué)習(xí)、信號(hào)處理、自適應(yīng)控制和人工生命等領(lǐng)域。尤其在工控中，在冶金、化工、機(jī)電、機(jī)械等工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用據(jù)統(tǒng)計(jì)，有90%以上的工業(yè)控制器采用PID控制器。它是根據(jù)被控過(guò)程的特性確定 PID 控制器的比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小嵌入式系統(tǒng)。比如電加熱控制系統(tǒng)的傳感器是溫度傳感器。行業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一就是工業(yè)的自動(dòng)化水平。它以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。關(guān)鍵詞 ：積分分離PID，MATLAB，M文件仿真，simulink仿真，PIC單片機(jī)Integration Separation PID control based on PIC microcontroller system39。論文主要研究積分分離PID控制器的設(shè)計(jì)及其在PIC單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用，完成了以下工作：（1）首先普通PID控制和積分分離PID控制的原理。它以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）免費(fèi)版論文（設(shè)計(jì)）題目：基于PIC單片機(jī)的改進(jìn)型PID控制器設(shè)計(jì)學(xué) 院： 電氣工程學(xué)院＿專 業(yè)： 自 動(dòng) 化 班 級(jí)： *** 學(xué) 號(hào)： *** 學(xué)生姓名： *** 指導(dǎo)教師： *** 2012年 05月 26日貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠(chéng)信責(zé)任書本人鄭重聲明：本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所完成。論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 日期： 目 錄摘 要 ⅠABSTRACT Ⅱ第一章 緒論 1 1 1 PID控制概況 1 1 PID技術(shù)的不足 2 PID未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 意義和設(shè)計(jì)內(nèi)容 3 3第二章 PID控制器 5 PID控制原理 5 6 PID整定方法 8 9 12第三章 積分分離PID控制在MATLAB上的實(shí)現(xiàn) 14 MATLAB簡(jiǎn)介 14 積分分離PID控制器的M文件仿真 14 積分分離PID控制器的simulink仿真 18第四章 硬件選型及電路 20 20 PIC單片機(jī)PIC16F877A 20 溫度傳感器DS18B20 21 顯示器LCD1602 22 單總線技術(shù) 23 23 23 24 25 25 26 26第五章 軟件設(shè)計(jì) 28 28 主程序流程圖 28 DS18B20溫度采集程序流程圖 29 PID控制程序流程圖 30 鍵盤輸入子程序 31 LCD顯示子程序 32第六章 結(jié)論 33參考文獻(xiàn) 34致 謝 35附錄1： PID仿真程序 36附錄2： 單片機(jī)仿真程序 39原理圖及程序流程圖見(jiàn)大圖 基于PIC系列單片機(jī)的改進(jìn)型PID控制器設(shè)計(jì)摘 要在工業(yè)控制中，按偏差的比例、積分和微分進(jìn)行控制的 PID 調(diào)節(jié)器現(xiàn)在得到廣泛的應(yīng)用。這其中應(yīng)用最多的是積分分離。仿真結(jié)果表明，當(dāng)設(shè)定值與被控量之間的偏差較小時(shí)，取消積分作用，避免積分作用降低控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增大超調(diào)量；當(dāng)設(shè)定值與被控量接近時(shí)，引入積分作用，實(shí)現(xiàn)靜差的消除，提高了控制精度。 when the deviation between settings and charged is nearly , the integral action will be introduced to eliminate static errors, and improve the control precision.Keywords: Integration Separation PID ，MATLAB ，Mfile simulation, simulink simulation, PIC microcontroller 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第62頁(yè)第一章 緒論在工業(yè)控制中，按偏差的比例、積分和微分進(jìn)行控制的 PID 調(diào)節(jié)器現(xiàn)在得到廣泛的應(yīng)用。人類的許多希望和夢(mèng)想，被科學(xué)和技術(shù)變成現(xiàn)實(shí)；其中自動(dòng)控制理論和技術(shù)已經(jīng)介入到許多學(xué)科，滲透到各個(gè)工程領(lǐng)域，如今異?；馃岬钠囯娮又械能嚿砜刂?、底盤控制、發(fā)動(dòng)機(jī)控制、安全控制、娛樂(lè)系統(tǒng)；以及傳統(tǒng)工業(yè)控制中的電機(jī)控制、溫控系統(tǒng)、儀表設(shè)備、樓宇自控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)傳輸、軍用設(shè)備、航空航天等。不同的控制系統(tǒng)，其傳感器、變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)是不一樣的。PID 控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。雖然以后，許多新的控制方法不斷推出，然而由于PID控制方法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、魯棒性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，使其仍為現(xiàn)今應(yīng)用最廣泛的控制方法。（Rudolph E. Kalman）命名的卡爾曼濾波的提出，成為控制、信號(hào)處理與通訊等領(lǐng)域的最重要和最基礎(chǔ)的計(jì)算方法和工具之一，人們?cè)诟纳瓶柭鼮V波的數(shù)值穩(wěn)定性和計(jì)算復(fù)雜性上進(jìn)行了大量的探索和研究，是模擬達(dá)爾文生物進(jìn)化論的自然選擇和遺傳學(xué)機(jī)理的生物進(jìn)化過(guò)程的計(jì)算模型，是模擬生物進(jìn)化論和自然界遺傳機(jī)制的最優(yōu)化方法。smith控制方法前提是必須確切地知道被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，再次基礎(chǔ)上能得到精確地預(yù)估模型，得到很好的控制效果。但目前的情況是，由于自身的缺點(diǎn)和技術(shù)的局限，使得在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，許多的被控過(guò)程復(fù)制，而且有著高度非線性和純滯后等特性，比如在負(fù)載擾動(dòng)、噪聲的影響下。（1）對(duì)單輸入單輸出的被控對(duì)象，為使其抗干擾性和魯棒性方面進(jìn)一步的提高，可以研究針對(duì)不穩(wěn)定對(duì)或有較強(qiáng)干擾下的被控對(duì)象下的PID參數(shù)整定。、意義和主要內(nèi)容目的：掌握自動(dòng)控制理論、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真、單片機(jī)原理及