【正文】 理論計(jì)算整定方法：對(duì)數(shù)頻率特性法、根軌跡法。只能通過控制器參數(shù)的工程整定，來調(diào)整控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制質(zhì)量。從目前PID參數(shù)整定方法的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀來看，以下幾個(gè)方面將是今后一段時(shí)間內(nèi)研究和實(shí)踐的重點(diǎn)：①對(duì)于單入單出被控對(duì)象，需要研究針對(duì)不穩(wěn)定對(duì)象或被控過程存在較大干擾情況下的PID參數(shù)整定方法，使其在初始化、抗干擾和魯棒性能方面進(jìn)一步增強(qiáng)，使用最少量的過程信息及較簡(jiǎn)單的操作就能較好地完成整定。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和自整定技術(shù)的成熟，El前有關(guān)自動(dòng)整定控制器的商業(yè)化產(chǎn)品已大量涌現(xiàn)，其中比較著名的如Foxboro公司的ExACT 系列、First Control的M R0CONTROLLER系列、Leed ＆ Northrop 的Electromax V 系列、SattControl的ECA40系 、Honeywell公司的RPID、ControlSoft公司INTUNE 等 。可以通過數(shù)學(xué)的方法證明，在其他控制方法導(dǎo)致系統(tǒng)有穩(wěn)定誤差或過程反復(fù)的情況下，一個(gè)PID反饋回路卻可以保持系統(tǒng)的穩(wěn)定。被控物理量在發(fā)生變化后很難恢復(fù)，首先加大比例增益P，如果恢復(fù)較慢，可以適當(dāng)?shù)臏p小積分時(shí)間I，還可以加大微分時(shí)間D?？梢詼p少超調(diào)，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。I因?yàn)橛姓`差，積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行，提高無差度。優(yōu)點(diǎn)：1. 技術(shù)成熟 2. 易被人們熟悉和掌握 3. 不需要建立數(shù)學(xué)模型 4. 控制效果好 5. 魯棒性 PID控制器是一種線性的控制器，它根據(jù)給定值r(t)和實(shí)際輸出值c(t)構(gòu)成控制偏差： e(t)=r(t)c(t) (21) 將偏差的比例（P）、積分（I）、微分(D)通過線性組合構(gòu)成控制量，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，故稱PID控制器。(4)線性組合不一定是最好的組合方式 PID控制器給出的控制量是誤差的現(xiàn)在、過去、將來三者的線性組 合。而隨著科技的進(jìn)步和對(duì)控制品質(zhì)要求的提高，經(jīng)典PID控制技術(shù)的缺陷越來越凸現(xiàn)出來。這就是說，在控制器中僅僅引入“比例”項(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，具有比例加上微分的控制器，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)。微分（D）控制 在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。2 PID控制 PID控制的特點(diǎn)和原理在工程實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡(jiǎn)稱PID控制，又稱PID調(diào)節(jié)。第三章主要是整個(gè)論文的設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)的性能要求，單片機(jī)的選擇、引腳功能和現(xiàn)在單片機(jī)的一些類型和特點(diǎn)還有單片機(jī)的工作原理。該系統(tǒng)還采用模糊PID方法進(jìn)行溫度控制，能克服普通的單片機(jī)PID溫度控制系統(tǒng)的一些不足之處，讓它達(dá)到令人較為滿意的控制效果。近年來，出現(xiàn)了許多新型PID控制器，對(duì)于復(fù)雜對(duì)象、其控制效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)PID控制。在實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中，由于受到參數(shù)整定方法煩雜的困擾，常規(guī)PID控制器參數(shù)往往整定不良、性能欠佳，對(duì)運(yùn)行工況的適應(yīng)性很差。PID控制至今仍然是應(yīng)用最廣泛的一種實(shí)用控制器?！　〉谌?，PID控制器在實(shí)踐中也不斷的得到改進(jìn)。雖然很多工業(yè)過程是非線性或時(shí)變的，但通過對(duì)其簡(jiǎn)化可以變成基本線性和動(dòng)態(tài)特性不隨時(shí)間變化的系統(tǒng)，這樣PID就可控制了?！癙re2act”與“Haper2re2set”功能實(shí)際都是在控制器中加入了微分控制。儀表工業(yè)的重心是使PID控制技術(shù)能跟上工業(yè)技術(shù)的最新發(fā)展。第一個(gè)階段為發(fā)明階段( 1900 ～1940 ) 。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。PID控制器至今已有近70年歷史，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。有利用PID控制實(shí)現(xiàn)的壓力、溫度、流量、液位控制器，能實(shí)現(xiàn)PID控制功能的可編程控制器(PLC)，還有可實(shí)現(xiàn)PID控制的PC系統(tǒng)等等。不同的控制系統(tǒng)，它們的傳感器、變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)都是不一樣的。目 錄1 緒論 1 概述 1 PID控制的發(fā)展和趨勢(shì) 2 論文研究的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排 42 PID控制 6 PID控制的特點(diǎn)和原理 6 PID控制器 7 PID控制的自整定 93 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)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(jī) 13 8051單片機(jī) 16 單片機(jī)的引腳簡(jiǎn)介 20 8051單片機(jī)的工作原理 224 電路設(shè)計(jì) 23 電源電路設(shè)計(jì) 23 按鍵電路設(shè)計(jì) 24 顯示電路的設(shè)計(jì) 25 AD轉(zhuǎn)換電路 29 復(fù)位電路和晶振電路 345 軟件設(shè)計(jì) 36 Proteus軟件簡(jiǎn)介 36 Keil軟件 36 設(shè)計(jì)思路 37 程序設(shè)計(jì) 37 顯示子程序 38 按鍵子程序 39 PID參數(shù)設(shè)置子程序 40 PID算法子程序 406 結(jié)束語 46參考文獻(xiàn) 47附錄 48英文原文 53中文譯文 59致 謝 65中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2012屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1 緒論 概述目前工業(yè)自動(dòng)化水平已成為衡量各行各業(yè)現(xiàn)代化水平的一個(gè)重要標(biāo)志。關(guān)鍵詞：PID控制器。相反,新技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)于PID控制技術(shù)的發(fā)展起了很大的推動(dòng)作用。本畢業(yè)論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實(shí)可靠。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)論文專 業(yè)： 自動(dòng)化 　 論文題目： 基于單片機(jī)的PID控制器設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日指導(dǎo)教師評(píng)閱書指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)：一、撰寫（設(shè)計(jì)）過程學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問題的能力□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格建議成績(jī)：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”）指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日評(píng)閱教師評(píng)閱書評(píng)閱教師評(píng)價(jià)：一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）水平論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格建議成績(jī)：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”）評(píng)閱教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)：一、答辯過程畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見解的敘述情況□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格對(duì)答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài)□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格評(píng)定成績(jī)：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格（在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”）教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）： （簽名）年 月 日教學(xué)系意見：系主任： （簽名）年 月 日中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文任務(wù)書任務(wù)下達(dá)日期：**畢業(yè)論文日期: **畢業(yè)論文題目： 基于單片機(jī)的PID控制器設(shè)計(jì)畢業(yè)論文專題題目：畢業(yè)論文主要內(nèi)容和要求：基于單片機(jī)的PID控制器整體方案設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì)，包括電源、顯示、按鍵、A/D、D/A轉(zhuǎn)換等外圍電 路設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)，包括參數(shù)設(shè)置程序、顯示程序、按鍵程序、PID算法 程序等應(yīng)用PROTEUS、Keil C51軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)及仿真指導(dǎo)教師簽字：鄭 重 聲 明本人所呈交的畢業(yè)論文，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。本論文屬于原創(chuàng)。雖然各種現(xiàn)代控制技術(shù)頻繁的出現(xiàn)，但并沒有削弱PID控制器的應(yīng)用。本次論文以8051單片機(jī)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一個(gè)PID控制器，包括電源、顯示、按鍵電路和復(fù)位晶振電路還有A/D和D/A轉(zhuǎn)換電路，最后在Proteus與Keil搭建的仿真平臺(tái)上進(jìn)行仿真。 PID parameters ?？刂破鞯妮敵鼋?jīng)過輸出接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，加到被控系統(tǒng)上；控制系統(tǒng)的被控量，經(jīng)過傳感器，變送器，通過輸入接口送到控制器。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（儀表）已經(jīng)很多，產(chǎn)品已在工程實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用，有各種各樣的PID控制器產(chǎn)品，各大公司均開發(fā)了具有PID參數(shù)自整定功能的智能調(diào)節(jié)器 (intelligent regulator)，其中PID控制器參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整是通過智能化調(diào)整或自校正、自適應(yīng)算法來實(shí)現(xiàn)。它的產(chǎn)品已經(jīng)在工程實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用，很多大公司都開發(fā)了具有PID參數(shù)自整定功能的智能控制器。PID控制，實(shí)際中有PI和PD控制。20世紀(jì)的30年代晚期微分控制的加入標(biāo)志著PID控制成為一種標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu),也是PID控制兩個(gè)發(fā)展