基于不完全微分的pid溫度控制系統(tǒng)-文庫(kù)吧在線文庫(kù)
【正文】 A 輸入電流： 輸入高電壓門限：〉 2V， 低電壓：〈 。輸入范圍跳線器選擇，對(duì)應(yīng)輸入幅度及精度如下： 輸入 系統(tǒng)精度（ FSR） 跳字 0－ 10V % 1LSB 0－ 5V % 5V－ +5V % 1LSB (2)模擬量輸出 (D/A) 1路 12位 DA，分辨率 12位，精度： %， 電壓輸出，最大輸出電流： 5毫安。 AC6611 采用大規(guī)?？删幊涕T陣列設(shè)計(jì)，提高可靠性。 實(shí)習(xí)目的：通過實(shí)訓(xùn)，讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本組成 ，學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)控制硬件和軟件的設(shè)計(jì)以及程序的調(diào)試，具備技術(shù)實(shí)現(xiàn)能力，基本能夠處理實(shí)踐過程中的問題并提出解決辦法，進(jìn)一步提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平。 (1)模擬量輸入 (A/D) A/D轉(zhuǎn)換器 : 120KHZ ,12位 A/D,ADS7816,A/D內(nèi)置采樣保持器。 輸出范圍： 10伏、177。 (4)其它 符合 PCI ，供電： +5伏、 +12伏、 12伏。 ③給指定的通道施加電壓信號(hào)，注意不能超過選擇的量程和極限電壓范圍，否將損壞 AC6611板卡。 ④通過測(cè)試軟件可以測(cè)試 D/A的各項(xiàng)指標(biāo)。 開發(fā)工作主要是通過調(diào)用 DLL 庫(kù)中的專用函數(shù)操作 AC6611 板卡，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn) AD、 DA、 DIO 等功能。從而有機(jī)的把軟硬件整合成為一個(gè)整體，構(gòu)成一個(gè)比較簡(jiǎn)易的加熱器溫度控制系統(tǒng)。在趨勢(shì)曲線和棒圖的顯示時(shí)，我們分別用 紅、藍(lán)、綠三種顏色的線條顯示 SP、PV和 MV 的相應(yīng)實(shí)時(shí)值，其值來自 PID 的算法程序的輸出。 //采集數(shù)值 04095 adv=ad_data*。 AC6611_AD(hDevice,3, amp。 if( Uk) Uk=。 Edit3Text=FloatToStrF(Uk,0,4,4)。 注意，縱坐標(biāo)和平時(shí)我們用的坐標(biāo)是相反的，縱坐標(biāo)的值應(yīng)該為：滿量程 測(cè)量值。 mvtrend[479]=300*Uk/。 Image2CanvasLineTo(55,294PV*288/(HSLS))。 //曲線起點(diǎn) for(int i=0。 } if(CheckBox3Checked==true) { Image1 CanvasPenColor = clGreen。但是微分對(duì)噪聲干擾有放大作用，加強(qiáng)微分對(duì)系統(tǒng)抗干擾不利。 Uk1=Uk。39?！边@樣棒圖就清晰很多。從而更加深刻的加強(qiáng)我們對(duì) PID 控制器的認(rèn)知。 通過以上我們對(duì)單一參數(shù)的調(diào)節(jié)，我們可以清楚知道，在 PID 控制器中：比例控制能迅速反應(yīng)誤差，從而減小誤差，但比例控制不能消除穩(wěn)態(tài)誤差，比例系數(shù)的增大會(huì)系統(tǒng)的不穩(wěn)定；積分控制的作用是，只要系統(tǒng)存在誤差，積分控制作用就不斷的積累，輸出控制量以消除誤差，因而只要喲足夠長(zhǎng)的時(shí)間，積分控制將能完全消除誤差，積分作用太強(qiáng)會(huì)使系統(tǒng)超調(diào)加大，甚至使系統(tǒng)出現(xiàn)震蕩；微分控制可以減小超調(diào)量，克服震蕩，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高，同時(shí)加快系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，減小調(diào)整時(shí)間，從而改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。整定后我發(fā)現(xiàn)在數(shù)字 PID 控制器中采樣周期越小，其控制效果就越接近于連續(xù) PID的控制效果， P、I、 D 他們對(duì)曲線的影響也不盡相同。 float P=20,I=10,D=5。ad_data)。 if(Uk0) Uk=0。 //繪制圖形 for(int i=0。 //準(zhǔn)備 480 個(gè)點(diǎn) } Image2PictureLoadFromFile()。 Image2 CanvasPenColor = clGreen。i480。 Image1CanvasMoveTo(0,300)。)AC6611_CreateDevice=GetProcAddress(hDLL,AC6611_CreateDevice)。)AC6611_DiBit=GetProcAddress(hDLL,AC6611_DiBit)。)AC6611_AD=GetProcAddress(hDLL,AC6611_AD)。ErrorOf6611)。 P=StrToFloat(Edit8Text)。 SP=StrToFloat(Edit1Text)。 //慣性環(huán)節(jié) tf a=tf/(tf+TS)。 22 } // void __fastcall TForm1::Button3Click(TObject *Sender) { HS=StrToFloat(Edit4Text)。)AC6611_ADS=GetProcAddress(hDLL,AC6611_ADS)。)AC6611_DA=GetProcAddress(hDLL,AC6611_DA)。)AC6611_DI=GetProcAddress(hDLL,AC6611_DI)。 } Form1Caption=不完全微分 PID 控制 (2020540283 王亮 )+DateTimeToStr(Now())。 for(int i=0。 Image1 CanvasPenWidth = 1。 //給定值棒條起點(diǎn) Image2CanvasLineTo(35,294SP*288/(HSLS))。 sptrend[i]=sptrend[i+1]。 20 Ek1=Ek。 //顯示輸 出溫度 Ek=SPPV。 // __fastcall TForm1::TForm1(TComponent* Owner) : TForm(Owner) { } // void __fastcall TForm1::Timer1Timer(TObject *Sender) { if(PVHL||PVLL) Shape1BrushColor=clRed。 int sptrend[480]。 二是 pv 的值調(diào)整很慢，達(dá)到穩(wěn)定后仍然有波動(dòng)，這里可能是 PID參數(shù)的問題，也有的是正常原因，因?yàn)闇囟群茈y控制在一個(gè)特定的溫度不變，仍有些波動(dòng)是正常的。 通過邊試邊觀察的方法和一些經(jīng)驗(yàn)當(dāng)我們 P為 5時(shí) 得到了反應(yīng)快， 16 超調(diào)小的響應(yīng)曲線，系統(tǒng)誤差達(dá)到了允許范圍內(nèi)。 PID 控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應(yīng)曲線法和衰減法。 調(diào)試步驟和結(jié)果 (1)硬件的調(diào)試和結(jié)果 打開 靜態(tài)調(diào)試 程序 ， 連接好板卡，選擇輸入輸出通道，查看采樣值與設(shè)定值是否正常。在系統(tǒng)的調(diào)試中，我們調(diào)試的主要內(nèi)容包括：硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。 Uk=Uk1+DeltaUk。i++) Image1CanvasLineTo(i,300mvtrend[i])。 Image1CanvasMoveTo(0,300)。 //繪制趨勢(shì)曲線 Image1PictureLoadFromFile()。 //棒條寬度 Image2CanvasMoveTo(35,294)。 pvtrend[479]=300*PV/(HSLS)。 實(shí)時(shí)趨勢(shì)的曲線框?yàn)?480*300。 基本 PID算法+慣性環(huán)節(jié) 加熱器（對(duì)象） R PV E U(t) Y 圖（ 2）加熱器溫度控制圖 11 Ek2=Ek1。 //轉(zhuǎn)換為溫度 Edit2Text=FloatToStrF(PV,2,3,4)。然而控制量不能直接輸出控制加熱器，要把它轉(zhuǎn)為 0— 10V的控制量。程序分別如下： unsigned long ad_data。人機(jī)交互則是可以設(shè)置一個(gè)合理的溫度，人能直接看到控制的結(jié)果。在 加熱的過程中，通過計(jì)算機(jī)的控制，其溫度不斷地逼近設(shè)定值，并在允許的偏差范圍內(nèi)有較小的波動(dòng)。對(duì)于開關(guān)量輸入，紅色方塊表示高電平，綠色方塊表示低電平；對(duì)于開關(guān)量輸出，劃鉤 (選中 )表示輸出高電平，反之輸出低電平。 注意：可以使用 AC6611的 D/A輸出作為電壓信號(hào)源。 (2)將 AC6611板卡接到計(jì)算機(jī)上 (3)AC6611板卡的靜態(tài)測(cè)試 使用 AC6611測(cè)試程序可以檢查 AC6611板卡的功能是否正確， AC6611
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