【正文】 16 DAC0832芯片： 圖 DAC0832 芯片 DAC0832 芯片為 20 引腳，雙列直插式封裝。 REF（ +）：參考電壓正端。 下一步是進行 simulink 仿真 。 Simulink 仿真圖如圖 51 所示： 圖 51 simulink 仿真圖 13 心得體會 本次計算機控制技術(shù)課程設(shè)計我的題目是電爐溫度控制系統(tǒng)。zoh39。設(shè)系統(tǒng)的采樣周期為 T，在 t=kT 時刻進行采樣， ?? ?? kit iTedtte 00 )()( T kekedtde )1)()t( ??? （ 式中 e(k)：根據(jù)本次采樣值所得到的偏差； e(k1)：由上次采樣所得到的偏差。用數(shù)字形式的差分方程代替連續(xù)系統(tǒng)的微分方程。 在一般的 PID 控制中，當有較大的擾動或大幅度改變給定值時，由于此時有較大的偏差，以及系統(tǒng)有慣性和滯后，故在積分項的作用下，往往會產(chǎn)生較大的超調(diào)和長時間的波動。 4 熱電偶的選擇：本設(shè)計采用熱電偶 鎳絡(luò) 銅 硅 熱電偶 (線性度較好，熱電勢較大，靈敏度較高，穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性較好，抗氧化性強，價格便宜 )對溫度進行檢測。 由 8051 構(gòu)成的核心控制器按智能控制算法進行推算， 得出所需要的控制量。對電爐溫度的控制是個動態(tài)的過程，不可能一下子就達到我們想要的溫度，需要用到一些儀器比如熱電偶來測量電路的溫度，通過傳感器將 爐溫轉(zhuǎn)換成電壓信號，送入A/D 轉(zhuǎn)換器，通過采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換，所檢測到的電壓信號和爐溫給定值的電壓信號送入計算機程序中作比較，得出給定值與實際值之間的偏差，單片機對偏差進行運算，將運算結(jié)果送給晶閘管調(diào)壓器來調(diào)節(jié)熱阻絲的電流，以此來調(diào)節(jié)電電爐的溫度。最后通過模擬量輸出通道將指令傳送到生產(chǎn)過程，實現(xiàn)機器儀表的智能控制?？煽毓杩刂破鬏斎霝?0－ 5伏時對應(yīng)電爐溫度 0－ 300℃，溫度傳感器 測量值對應(yīng)也為 0－ 5伏，對象的特性為 二階慣性系統(tǒng) ，慣性時間常數(shù)為T1＝ 20秒，滯后時間常數(shù)為 τ＝ 10秒。計算機的自動控制是機器和儀表的發(fā)展趨勢，它不僅解放了勞動力，也比以往的人為監(jiān)控 更準確，更及時。 1）設(shè)計溫度控制系統(tǒng)的計算機硬件系統(tǒng)，畫出框圖； 2）編寫積分分離 PID 算法程序，從鍵盤接受 Kp、 Ti、 Td、 T 及β的值； 3）通過數(shù)據(jù)分析 Ti 改變時對系統(tǒng)超調(diào)量的影響。 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) ADC0809 的 INT0 端口所連接的電阻起到給定預(yù)定值的作用，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器劃片的位置，改變 INT0 端口的電壓，該電壓通過 0809 轉(zhuǎn)換為數(shù)字量被計算機讀取。在系統(tǒng)開發(fā)過程中修改程序容易，可以大大縮短開發(fā)周期。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，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。 根據(jù)設(shè)計要求及所選硬件，程序流程如圖 41所示： 7 圖 41 程序主流程圖 開始 系統(tǒng)初始化設(shè)置 數(shù)據(jù)采集 A/D 轉(zhuǎn)換 求出溫度值 信號比較 PID 調(diào)節(jié) 可控硅調(diào)節(jié) 加熱爐 8 程序控制算法介紹 由以上分析，本次設(shè)計采用的是 積分分離 PID 控制算法， PID 調(diào)節(jié)時連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)中最成熟的，應(yīng)用廣泛的一種調(diào)節(jié)控制方式。 對應(yīng)的模擬 PID 調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù) ( ) 1( ) ( 1 )() PDIUsD S K T SE s T S? ? ? ? 其中 PK 為比例增益， PK 與比例帶 ? 成倒數(shù)關(guān)系即 PK =1/? ， TI為積分時間常數(shù)，TD為微分時間常數(shù)， u（ t）為控制量， e（ t）為偏差。 ts=2。 %求 sys 多項式模型參數(shù) kp=10。 接下來就是查閱資料和列提綱了，這兩步基本是同時進行。 IN0IN7： 8位模擬量輸入引腳。 OE：輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。S （ 3）線性度（在整個溫度范圍內(nèi)） 9 或 10位 （ 4）增益溫度系數(shù) : 0． 0002％ FS/℃ （ 5）低功耗 : 20mW （ 6）單一電源： +5 ~ +15V 17 附錄 2 程序清單 積分分離 PID 控制算法子程序： START： MOV 68H,KP ；分別將 KP ， TI ， TD， T，β送入指定的存儲單元 MOV 54H,TI MOV 55H,TD MOV 56H,T MOV 57H,β MOV A,68H ；計算 KI=KP*T/TI MOV B,56H MUL AB MOV B,54H DIV AB MOV 69H,A MOV A,68H ；計算 KD=KP*TD/T MOV B,55H MUL AB MOV B,56H DIV AB MOV 6AH,A LOOP0: MOV DPTR 7FF0H ；讀取預(yù)定溫度值，送 ADC0809 的 IN0 口地址 MOV DPTR,A ；啟動 A/D 轉(zhuǎn)換 LOOP1 JB ,LOOP1 ；等待轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) MOVX A,DPTR ；讀取 ADC0809 的 IN0 口轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù) MOV 5CH,A ；將預(yù)定值數(shù)據(jù)放入指定的存儲單元 MOV DPTR,7FF1H ；讀取采樣溫度值，送 ADC0809 的 IN1 口地址 18 MOVX DPTR,A ；啟動 A/D 轉(zhuǎn)換 LOOP2: JB ,LOOP2 ；等待轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) MOVX A,DPTR ；讀取 ADC0809 的 IN1 口轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù) MOV 49H,A ；將采樣值數(shù)據(jù)放入指定的存儲單元 MOV A,5CH ；計算 e(i)，先取溫度給定值 CLR C SUBB A,50H ；溫度給定值 采樣值 JNC AA0 ；判斷 e(i)的正負，如果為正，跳至 AA0 CPL A ； e(i)為負，下兩條指令求補 ADD A,01H AA0: MOV R0,57H SUBB A,57H ； |e(i)|β JNC AA1 ； |e(i)|β跳至 AA1 SJMP AA2 ； |e(i)|β跳至 AA2 AA1: LCALL PD ；調(diào)用 PD 算法 AA2: LCALL PID ；調(diào)用 PID 算法 MOV A,7CH ；將△ Ui通過 DAC0832 輸出 MOV DPTR,7FF2H MOVX DPTR,A INC DPTR MOVX DPTR,A LCALL DELAY ；調(diào)用延時子程序，等待下一次采樣計算 SJMP LOOP0 ；進入下一次控制計算 DELAY PROC NEAR DL0: MOV R6,FFH DL1: MOV R7,FFH DL2: MOV R5,FFH DLS: DJNZ R5,DLS 19 DJNZ R7,DL2 DJNZ R6 DL1 RET DELAY ENDP PID PROC NEAR PID:MOV A,5CH ；計算 e(i)，先取溫度給定值 CLR C SUBB A,50H ；溫度給定值 溫度檢測值 JNC PID1 ；判斷 e（ i）正負，如果為正，跳至PID1 CPL A ； e（ i）為負，下兩條指令求補 ADD A,01H SETB 30H ；