【正文】 ====================== //函數 :float PIDCalc( PID *pp, int NextPoint ) //語法： float PIDCalc( PID *pp, int NextPoint ) //描述： PID 計算 //參數： PID 數值 采樣溫度值 //返回： PID 輸出值 //========================================================== float PIDCalc( PID *pp, int NextPoint ) { int dError, Error。 int adc_data。 //換算成溫度值 guiLED_Value[0] = (int)fT/10。//語音播放始地址 guifgSpeechPlay = 1。 } } //========================================================== //函數 : void active() //語法： void active() //描述： PID 輸出值的處理 //參數：無 //返回：無 //========================================================== void active(){ if(fOut=0){ turn_off_relay()。 int i。i++){ if(giADC_DataSave[i]min) min = giADC_DataSave[i]。 case 1: if(status == system_temperature_set){ //溫度設置狀態(tài)下 guiLED_Value[0]++。 SACM_A2021_Initial(0)。 case 4: if(status == system_temperature_set){ temperature_speech_index(guiLED_Value)。 } //========================================================== //函數： void key_value_process(int key) //語法： void key_value_process(int key) //描述： 按鍵值的處理 //參數： 鍵值 //返回： 無 //========================================================== void key_value_process(int key) { int iAddr。 for(i=1。 int min。stPID,(int)(fT*10) )。 // 開始對A2021 的語音數據以非自動方式解碼 SP_INT_IRQ6()。 //確定溫度系數 else K = 。 return (ppProportion * Error // 比例項 + ppIntegral * ppSumError // 積分項 + ppDerivative * dError // 微分項 )。 = 0。 while(1){ iKeyValue = SP_GetCh()。 //保存顯示的 LED 數字 int iAddrSpeech。 //AD 轉換值的處理函數 void active()。 // 誤差累計值 } PID。 define Time1s 2。 ``老師以其嚴謹求實的治學態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風和大膽創(chuàng)新的進取精神對我產生了重要影響。所以如果要提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，應采用 Simth 預估算法 。以往的方法都是人工測定、手工操作、 肉眼觀察，既費時費力、準確度低、實時性差， 又不利于工人的操作安全 。 本設計采用繼電器 ，因此 周期設定范圍 在 1－ 10 分鐘 內 較為合適。 另外，對有些參數如積分項的累加數過大時會起反作用， 或者調節(jié)失靈，或者引起大幅振蕩，為此對此 項引入一個 數值最大界限，當結果超出 規(guī)定 界限時，不再增加（或減少）。 此時 就需要對 PID 運算 任務 進行分割，把運算分成幾個部分進行，每一次進入運算程序只計算其中的一小部分，經過 N 次 的調用才完成一個完整的 PID 運算，這樣就不會影響整個系統(tǒng)的運作 。 運算將會占用很長的時間，這是相對于一個基本定時周期來講的 。當溫度突然下降 1℃ 時， 希望用多少比例去進行下一輪的加熱， 這就是微分系數；經過這么久的控制，目標溫度還是低了一點，希望用多少的比例去彌補這 個長期欠溫， 這就是積分常數。 獲得 0－ 200℃ 加溫比例數據 的計算方法：為了說明這個問題，先假`基于單片機的水溫控制系統(tǒng) 23 定只考慮最簡單的比例控制算法。對應于總周期的修改， 200 等 分可以不用修改，而只要修改 變量 templT 的判斷邊界就可以了。 這里除了加溫以外的時間 就用來 等待下一個周期到來，再進行實際測量，計算下一周期的輸出量，周而復始，不斷地修正 輸出量，以達到對溫度的有效控制。 由式（ 48）不難寫出 )1( ?ku 的表達式，即 ： [8] T kekeTieTTkeKku dkjip )2()1()()1([)1( 10 ???????? ??? （ 49） 將式（ 48）和式（ 49）相減，即得數字 PID 增量型控制算法為 ： )1()()( ???? kukuku )2()1(2)([ )()]1()([ ????? ???? kekekeK keKkekeK d ip （ 410） ``畢業(yè)（設計）論文 20 圖 46 增量式 PID 算法流程圖 開 始 讀取給定 ??kx 將給定 ??ky0 賦給 ??ky 求偏差? ? ? ? ? ?kykxke ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ?? ?? ? ? ? ? ?? ?21211???????????kekekekkekkekekkukudip ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?1。下面討論 PID 控制的兩種算法 ： 第一種是位置式 PID 算法。 微分調節(jié)作用：微分作用反映系統(tǒng)偏差信號的變化 率，具有預見性，能預見偏差變化的趨勢，因此能產生超前的控制作用。 6． 標準的直接計算法公式： [4] ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?1????? ? teteKteKteKP diptout （ 44） 上一次的計算值 ： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?21111 ???????? ?? teteKteKteKP diptout （ 45） 兩式相減得到增量法計算公式 ： ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?2121 ????????? teteteKteKteteKP diptd l t （ 46） 這里 對 ? 項的表示應該是對 ??te 從 1 到 t 全部總和。 上面 對 PID 控制算法 進行了一個基本的介紹， 下面 進一步 詳細的 介紹 PID 算法 ： 常用名詞： [2] 1. 直接計算法和增量計算法： 直接計算法就是計算當前需要的控制量；增量計算 法是 計算 相對于標準算法的相鄰兩次運算之差，得到的結果是增量，也就是 在上一次的控制量的基礎上需要增加（負值意味著減少）的 控制量，例如對于可控硅電機調速系統(tǒng)，就是可控硅的觸發(fā)相位還需要提前（或 滯后 ）的量，對于溫度控制就是需要增加（或減少） 的加熱比例。如果溫度高于設定值，則停止電熱絲加熱并且繼續(xù)測量溫度；如果發(fā)現溫度高于設定值較多，則打開風扇強制降溫；開 始 實時采集溫度 大于設定值 小于設定值 正常值 打開風扇 （降溫） 打開電阻絲 （升溫） 接近設定值 接近設定值 全速 降溫 全速升溫 PID 控制升溫 PID 控制降溫 實時采集 當前溫度 返 回 N N N N Y Y Y Y ``畢業(yè)（設計）論文 14 如果溫度值低于設定值，則停止風扇并且繼續(xù)測量溫度；如果發(fā)現溫度低于設定值較多，則打開電熱絲強制升溫。`基于單片機的水溫控制系統(tǒng) 11 如果用 戶需要設定新的溫度值則按鍵盤上的 “溫度設定 ”按鍵，如果不進行任何操作則以上次保存的溫度為準。 while(1){ iKeyValue = SP_GetCh()。 SPCE061A 單片機自帶雙通道 DAC 音頻輸出， SPY0030 將其輸出 信號 放 大， 經過濾波電容后，獲得比較平穩(wěn)的電流信號， 最 后輸出至喇叭，從而實現語音播報功能。在本系統(tǒng)具體實現時， 選擇 通過 繼電器 來控制 電熱絲 ，通過 銜鐵 和公共端 的吸合與 釋放 來控制電熱絲的加熱。 本系統(tǒng)采用的是三線式的鉑熱電阻。鉑熱電阻元件是用陶瓷 為保護管做成的內繞結構，感溫元 件 可制成各種微型溫度傳感器探頭。 數據顯示：顯示設置溫度和測量溫度。一個控制系統(tǒng)包括控制器、傳感器、變送器、執(zhí)行機構、輸入輸出接口。在 外界 溫度作用下，鉑電阻絲的電阻值 將 隨之變而變化，可用于測量 200～800℃ 范圍內的溫度。``基于單片機的水溫控制系統(tǒng) 3 第 2 章 技術背景 溫度傳感器 溫度傳感器有多種類型，常見的有：數字接口的溫度傳感器，可 以與控制器直接相連；熱電偶溫度傳感器，一般線形度較差，需要開發(fā)人員進行線性化調節(jié)；熱電阻溫度傳感器，線形度略好于熱電偶，測溫范圍較廣，應用場合較多。在控制領域，溫度是一個永遠被人們所關注的控制對象，它的控制不僅僅出現在常規(guī)的工控領域，在生活，商業(yè)，科研，軍事的方方面面，溫度的控制簡直是無所不在，因此，對于溫度自動調節(jié)系統(tǒng)的研究，不但有著很大的科研意 義，同時也有著現實的經濟意義和社會意義。通過鍵盤可 設置一定 的溫度和溫度變化范圍，LED實時顯示當前 溫度 以 便于用戶觀測。 關鍵詞： 自動調節(jié) ； 溫度控制 ； PID； 單片機 ``畢業(yè)（設計）論文 II ABSTRCT The system considers SPCE061A as the core, using the platinum resistance temperature temperature collection, and uses SPY0030 for the amplification of voice. It can be set in accordance with the temperature in advance, and can be controlled automatically by using PID algorithm for temperature. Keyboard can be set along with arbitrary changes of temperature and the temperature range, and the current temperature displayed by LED realtime to user39。 本次系統(tǒng)設計的內容是 通過對硬件的合理 選擇，在一定程度上實現該電子裝置的 方便性、實用性 和 低成本性。測量溫度范圍為 55℃ ～ +125℃ ，在 10℃ ～ +85℃ 范圍內 ,精度為 177。因此，在溫度控制精度要求比較高的情況，一般采 用鉑 熱電阻作為 溫度采集裝置。目前，PID 控制及其控制器或智能 PID 控制器已經很多，產品已在工程實際中得到了廣泛的應用，各大公司均開發(fā) 出 了具有 PID 參數自整定功能的智能調節(jié)器，其中 PID 控制器參數的自動調整是通過智能化調整或自校正、自適應算法來實現。 鍵盤 部分設計 本系統(tǒng)通過鍵盤操作實現對水溫的 設置及 控制，共有 3 個按鍵，其中KEY1 對應十進制數碼管的十位數操作， KEY2 對應十進 制